Óptica geomÉtrica pregolini

ÓPTICA GEOMÉTRICA

PREGOLINI

ÓPTICA GEOMÉTRICAÓPTICA GEOMÉTRICA

É a parte da Física que estuda É a parte da Física que estuda os fenômenos relacionados com os fenômenos relacionados com a luz e sua interação com meios a luz e sua interação com meios materiais quando as dimensões materiais quando as dimensões destes meios é muito maior que destes meios é muito maior que o comprimento de onda da luz.o comprimento de onda da luz.

LUZLUZ

Forma de energia radiante que se Forma de energia radiante que se propaga por meio de ondas propaga por meio de ondas eletromagnéticas. A velocidade da eletromagnéticas. A velocidade da luz no vácuo é de cerca de 300.000 luz no vácuo é de cerca de 300.000 km/s.km/s.

FONTES DE LUZFONTES DE LUZ

As fontes de luz ou luminosas podem ser As fontes de luz ou luminosas podem ser de 2 tipos:de 2 tipos:

Primárias Primárias São aquelas que produzem São aquelas que produzem a própria luz que emitem.a própria luz que emitem.

Secundárias Secundárias São aquelas que emitem São aquelas que emitem a luz refletida de outras fontes.a luz refletida de outras fontes.

RAIOS DE LUZRAIOS DE LUZ São segmentos de reta orientados que São segmentos de reta orientados que

representam o sentido de propagação da representam o sentido de propagação da luz e auxiliam na construção de imagens luz e auxiliam na construção de imagens em diversos sistemas ópticos.em diversos sistemas ópticos.

FEIXE DE LUZFEIXE DE LUZ

É um conjunto de raios de luz. Pode ser de É um conjunto de raios de luz. Pode ser de 3 tipos:3 tipos: ConvergentesConvergentes

DivergentesDivergentes

ParalelosParalelos

INTERAÇÃO DA LUZ COM INTERAÇÃO DA LUZ COM MEIOS MATERIAISMEIOS MATERIAIS

Podemos classificar os meios materiais Podemos classificar os meios materiais de acordo com a forma com que a luz se de acordo com a forma com que a luz se propaga (ou não) nos mesmos.propaga (ou não) nos mesmos.

Meios Transparentes Meios Transparentes Permitem que a luz se Permitem que a luz se propague neles também que as imagens ou propague neles também que as imagens ou objetos possam ser vistos nitidamente.objetos possam ser vistos nitidamente.

Meios TranslúcidosMeios Translúcidos Permitem que a luz se Permitem que a luz se propague neles mas as imagens não podem ser propague neles mas as imagens não podem ser vistos com nitidez.vistos com nitidez.

Meios OpacosMeios Opacos Não permitem a propagação da luz. Não permitem a propagação da luz.

FENÔMENOS ÓPTICOSFENÔMENOS ÓPTICOS

Quando um feixe de luz atinge uma Quando um feixe de luz atinge uma superfície de separação entre 2 meios superfície de separação entre 2 meios pode ocorrer uma série de fenômenos. pode ocorrer uma série de fenômenos. Na óptica geométrica os 3 principais Na óptica geométrica os 3 principais são:são:

Reflexão Reflexão É o fenômeno no qual o feixe de É o fenômeno no qual o feixe de luz atinge a superfície de separação entre 2 luz atinge a superfície de separação entre 2 meios e retorna ao meio onde já se meios e retorna ao meio onde já se encontrava propagando. Pode ser de 2 tipos:encontrava propagando. Pode ser de 2 tipos:

Regular: Normalmente ocorre em superfícies Regular: Normalmente ocorre em superfícies lisas e polidas.lisas e polidas.

Difusa: Ocorre em superfícies rugosasDifusa: Ocorre em superfícies rugosas

OBS: A quase totalidade dos objetos que OBS: A quase totalidade dos objetos que enxergamos em nosso dia-a-dia refletem a enxergamos em nosso dia-a-dia refletem a luz de forma difusa.luz de forma difusa.

Refração Refração É o fenômeno no qual um feixe de luz É o fenômeno no qual um feixe de luz se propagando em um meio atinge uma superfície se propagando em um meio atinge uma superfície de separação e passa a se propagar em outro meio. de separação e passa a se propagar em outro meio. Também pode se dar de forma regular ou difusa.Também pode se dar de forma regular ou difusa.

Absorção Absorção Neste fenômeno parte da energia Neste fenômeno parte da energia do feixe de luz é absorvida pela superfície de do feixe de luz é absorvida pela superfície de separação entre 2 meios.separação entre 2 meios.

A DISPERSÃO DA LUZA DISPERSÃO DA LUZ

Um feixe de luz pode ser Um feixe de luz pode ser monocromático (quando possui monocromático (quando possui apenas uma cor associada a ele – ou apenas uma cor associada a ele – ou um comprimento de onda específico um comprimento de onda específico para aquela cor) ou policromático para aquela cor) ou policromático (quando possui várias cores – ou (quando possui várias cores – ou comprimentos de onda – em sua comprimentos de onda – em sua composição).composição).

A luz do sol, por exemplo, é policromática e A luz do sol, por exemplo, é policromática e possui uma infinidade de cores em sua possui uma infinidade de cores em sua composição, as quais podem ser divididas em 7 composição, as quais podem ser divididas em 7 cores principais.cores principais.

As cores de todos os objetos que podemos As cores de todos os objetos que podemos visualizar são o resultado da reflexão de uma visualizar são o resultado da reflexão de uma parte da luz policromática que neles incide.parte da luz policromática que neles incide.

Bandeira do Brasil iluminada por luz branca

Bandeira do Brasil iluminada com luz amarela

PRINCÍPIOS DA ÓPTICA PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICAGEOMÉTRICA

Princípio da Propagação Retilínea da Luz.Princípio da Propagação Retilínea da Luz. Nos meios homogêneos, isotrópicos e Nos meios homogêneos, isotrópicos e

transparentes, a luz se propaga em linha reta.transparentes, a luz se propaga em linha reta.

Princípio da Reversibilidade dos Raios Princípio da Reversibilidade dos Raios Luminosos.Luminosos. A forma da trajetória de um raio de luz não A forma da trajetória de um raio de luz não

depende do sentido de sua propagação.depende do sentido de sua propagação.

Princípio da Independência dos Raios Luminosos.Princípio da Independência dos Raios Luminosos. Quando 2 ou mais feixes luminosos se interceptam em Quando 2 ou mais feixes luminosos se interceptam em

sua trajetória eles não modificam suas características sua trajetória eles não modificam suas características após a interferência.após a interferência.

CONSEQUÊNCIAS DOS CONSEQUÊNCIAS DOS PRINCÍPIOS DA ÓPTICA PRINCÍPIOS DA ÓPTICA

GEOMÉTRICAGEOMÉTRICA Sombra e Sombra e

Penumbra.Penumbra. Fontes puntiformes ou pontuais podem Fontes puntiformes ou pontuais podem produzir apenas sombra.produzir apenas sombra.

Fontes extensas produzem sombra e Fontes extensas produzem sombra e penumbra.penumbra.

EclipsesEclipses

Formação de Imagens no Interior de Formação de Imagens no Interior de Câmaras Escuras.Câmaras Escuras.

Relação Geométrica

Determinação da Altura de Objetos por Determinação da Altura de Objetos por Semelhança de Triângulos.Semelhança de Triângulos.

Solução

RESUMO

TEORIA DE FORMAÇÃO DE TEORIA DE FORMAÇÃO DE IMAGENSIMAGENS

Classificações de pontos objeto e pontos imagem.Classificações de pontos objeto e pontos imagem.

ESPELHOS PLANOSESPELHOS PLANOS

Nos espelhos planos as imagens se formam Nos espelhos planos as imagens se formam por reflexão regular. Vamos estudar agora por reflexão regular. Vamos estudar agora como as imagens se formam e algumas de como as imagens se formam e algumas de suas propriedades.suas propriedades.

Vamos adotar a seguinte nomenclatura: Vamos adotar a seguinte nomenclatura:

I I Raio incidente no espelho; Raio incidente no espelho;

N N Reta normal à superfície do espelho no Reta normal à superfície do espelho no ponto onde o raio de luz o atinge; ponto onde o raio de luz o atinge;

R R Raio refletido associado ao raio Raio refletido associado ao raio incidente.incidente.

As Leis da Reflexão Regular:As Leis da Reflexão Regular:

1a – O raio incidente, a normal e o raio refletido 1a – O raio incidente, a normal e o raio refletido são co-planares.são co-planares.

2a – O ângulo formado entre o raio incidente e a 2a – O ângulo formado entre o raio incidente e a normal (i) é igual ao ângulo formado entre o raio normal (i) é igual ao ângulo formado entre o raio refletido e a normal (r).refletido e a normal (r).

CONSTRUÇÃO DAS CONSTRUÇÃO DAS IMAGENSIMAGENS

Para que um observador consiga ver a Para que um observador consiga ver a imagem refletida pelo espelho é imagem refletida pelo espelho é preciso que raios provenientes do preciso que raios provenientes do objeto sejam refletidos pelo espelho e objeto sejam refletidos pelo espelho e alcancem seu olho. Isto pode alcancem seu olho. Isto pode acontecer para diferentes posições do acontecer para diferentes posições do observador.observador.

A imagem pode ser localizada, conforme vimos, A imagem pode ser localizada, conforme vimos, aplicando as leis da reflexão. Precisamos de apenas 2 aplicando as leis da reflexão. Precisamos de apenas 2 raios luminosos para obtê-la.raios luminosos para obtê-la.

CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO

Podemos determinar o campo visual de um espelho plano(a região do espaço que pode ser vista por reflexão) usando um procedimento simples.

• Exercício

• TRANSLAÇÃO DE UM ESPELHO PLANO

Quando um espelho plano se desloca uma distância d do observadorsua imagem desloca-se uma distância D = 2d. Vejamos.

• ROTAÇÃO DE UM ESPELHO PLANO

Quando um espelho plano gira de um ângulo α , qualquer raioincidindo sobre o mesmo sofre uma rotação de um ângulo β = 2 α.

• ASSOCIAÇÃO DE ESPELHOS PLANOS

Quando dois espelhos planos são associados formando um ângulo α entre eles haverá a formação de n imagens,onde n obedece à seguinte relação:

• Exemplo

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