Óptica

O que é a luz?• Conjunto de comprimentos de onda a que o olho humano é sensível.• Faixa de radiação eletromagnética que se situa entre as radiações

infravermelhas e ultravioletas.

• Três grandezas físicas básicas da luz: cor (frequência), brilho (amplitude) e polarização (ângulo de vibração).

• Simultaneamente, a luz apresenta propriedades de ondas e partículas (dualidade onda-partícula).

Teorias sobre a Luz• Primeiras idéias dos gregos (século I aC, Lucrécio): a luz solar e o

seu calor eram compostos de pequenas partículas.

• Teoria corpuscular da luz (século XVII, Isaac Newton): luz como partícula que se desloca com uma velocidade maior na água do que no ar.

• Teoria ondulatória da luz (século XVII, Huygens): fenômeno ondulatório. Através das experiências de Young e

Fresnel conseguiu-se medir o comprimento de onda da luz e provar sua propagação retilínea em meios homogêneos.

Foucault, século XIX, descobriu que a luz se deslocava mais rápido no ar do que na água.

Dualidade onda partícula

* Caráter ondulatório (até o final do´século XIX):Onda eletromagnética que se propaga no vácuo com velocidade de 3 x 108

m/s.

V = λ . F

* Caráter corpuscular (Einstein e Planck): Pequeno pacote de energia chamado de fóton.

E = h . F

Obs.: Em 1911 Compton demonstrou que “a colisão de um fóton com um elétron tem comportamento de corpos materiais.

Fontes de Luz da radiação visível

Dependem essencialmente do movimento de elétrons.

Os elétrons podem ser levados de um estado de energia mais baixa outro de energia mais alta através do aquecimento ou passagem de corrente elétrica. Ao retornarem a seus níveis mais baixos, os átomos emitem radiação que pode estar na região visível do espectro.

A fonte mais comum da radiação visível é o Sol.

Observações Todos os objetos emitem radiação magnética, denominada radiação

térmica, devido à sua temperatura.

Quando a radiação térmica é visível, os objetos são denominados incandescentes. Um exemplo para esta situação é o Sol. Para que observemos a incandescência, são necessárias temperaturas que excedam a 1.000°C.

Quando a luz é emitida de objetos frios, o fenômeno é chamado de luminescência. Os exemplos são as lâmpadas fluorescentes, relâmpagos, e receptores de televisão.

Caso a energia que excita os átomos seja originada de uma reação química, chamamos ao fenômeno de quimiluminescência.

Mas, o que ocorre em seres vivos, como vagalumes e organismos marinhos, é chamado de bioluminescência.

FONTES DE LUZ

Primária

Secundária

Incandescente

LuminescenteCorpo luminoso

Quente

Fria

Fluorescente

Fosforescente

c / agente

s / agente

Corpo iluminado

OBS: A maioria das fontes são secundárias

Composição da Luz Branca A luz branca ou também chamada de policromática

é composta pelas cores :

Vermelho,Laranja, Amarelo,Verde, Azul, Anil e Violeta

Meios de Propagação da LuzTransparente

Translúcido Opaco

Os meios podem ser :

Transparente Permite a propagação da luz

sem distorcer a imagem do objeto como mostra a

figura abaixo .

Translúcido Permite a propagação da luz

mas distorcendo a imagem do objeto como mostra

a figura abaixo.

Opaco Não permite a propagação da luz

através dele refletindo e absorvendo a luz

incidente.

Não é o que lhe parece

Ilusão de óptica !O que você vê nem sempre é o que você pensa que

é. Aprendemos a perceber ou entender o que estamos olhando. E ficamos acostumados a como as coisas devem ser. Algumas vezes, porém, nosso

cérebro capta pistas falsas. Outras vezes nossos cérebros preenchem os

pedaços que faltam. Nossos cérebros provocam ilusões de óptica em

ambos os modos. A ilusão de óptica que você mais vê é a televisão. As imagens da TV não estão em

movimento. A televisão é, na verdade, um conjunto de imagens estáticas que aparentam movimento

quando mostradas muito rapidamente.

LARANJA ROSA CINZA VERDE BRANCO

AZUL MARROM PRETO VERMELHO AZUL

PRETO ROSA AMARELO CINZA LARANJA PRETO VERDE MARROM

BRANCO

O nosso cérebro

             De aorcdo com uma pqsieusa de uma uinrvesriddae ignlsea, não ipomtra em qaul odrem as lrteas de uma plravaa etãso, a úncia csioa iprotmatne é que a piremria e útmlia lrteas etejasm no lgaur crteo. O rseto pdoe ser uma bçguana ttaol, que vcoê anida pdoe ler sem pobrlmea. Itso é poqrue nós não lmeos cdaa lrtea isladoa, mas a plravaa cmoo um tdoo.

Sohw de bloa.

Princípios da Óptica Geométrica • Propagação retilínea da luz (sombra, penumbra =

eclipse total/parcial).

• Independência dos raios de luz.• Reversibilidade dos raios de luz.

ECLIPSE

Os eclipses ocorrem devido ao princípio da propagação

retilínea da luz e podem ser :

Solar

Lunar

Eclipse Os eclipses ocorrem devido ao princípio da propagação

retilínea da luz e podem ser :

Solar Lunar

ECLIPSE SOLAR

A lua se encontra disposta entre o sol e a terra.

Fase da lua : LUA NOVA

ECLIPSE LUNARA lua se encontra atrás do cone de sombra da terra.

Fase da lua: LUA CHEIA

Fases de um eclipse lunar

Se durante um mês temos uma lua cheia e uma lua nova então por que não ocorre eclipse todo mês ?Porque o plano de translação da órbita da Terra não é o mesmo plano de translação da órbita da Lua, existe uma inclinação de aproximadamente 5,2° entre eles.

A CÂMARA ESCURA DE ORIFÍCIO

Baseia-se também no princípio da propagação

retilínea da luz.

hdD = H

Semelhança entre os triângulos de onde é válida a relação:

Sombras

SO L

MEDINDO A ALTURA DE UM PRÉDIO

murodosombraprédiodosombra

murodoalturaprédiodoaltura

Em um dia ensolarado, a distância entre o pé de uma árvore, plantada em terreno plano, e a sombra de seu ponto mais alto era de 4,8 m Neste mesmo momento a sombra de uma vareta fixada verticalmente no solo, perto da árvore, mede 60 cm de comprimento. Determine a altura da árvore, sabendo-se que o comprimento da vareta é de 1,0 m.

Entre uma fonte pontual de luz e um anteparo, coloca-se uma placa quadrada de lado 10 cm, paralela ao anteparo. A fonte e o centro da placa estão na mesma reta perpendicular ao anteparo, conforme ilustrado na figura a seguir. A placa está a 1,0 m da fonte e a 2,0 m do anteparo. A área da sombra projetada sobre o anteparo é

Reflexão da luz

TIPOS DE REFLEXÃO

Regular Difusa

LEIS DA REFLEXÃOLEIS DA REFLEXÃO

RIRR

normal

i r

1ª LEI : O RAIO INCIDENTE, RAIO REFLETIDO E NORMAL SÃO COPLANARES.

2ª LEI: Para qualquer tipo de reflexão:

i = r

Formação de Imagens em espelhos planosPara formar imagem de um ponto objeto por reflexão, é necessário o cruzando de dois (ou mais) raios refletidos do objeto

CARACTERÍSTICAS DA IMAGEM

-VIRTUAL-

-DIREITA

- DOE = DEI

- DIMENSÕES DA IMAGEM = OBJETO

-REVERSA (DIREITO/ESQUERDO)

Tipos de espelhos esféricos

CÔNCAVO CONVEXO

Elementos dos Espelhos Esféricos

CV=RAIO(R) FV=DISTÂNCIA FOCAL

C: centro de curvatura

V: vértice

F: focoC F V

Eixo principal

Propriedades dos espelhos esféricos

-Todo raio luminoso que incide no espelho paralelamente ao eixo principal, reflete passando pelo foco, ou em sua direção.

C F V C F V

Todo raio de luz que incide no espelho no vértice, reflete formando o mesmo ângulo com o eixo principal.

C F V C F V

Todo raio de luz que incide na direção do centro de curvatura reflete sem sofrer desvio.

C F V C F V

Formação de Imagens

Côncavo

Objeto Antes de CObjeto Antes de C

Imagem• Real• Invertida• Menor• Entre C e f

C FV

Objeto em CObjeto em C

Imagem• Real• Invertida• Menor• Entre C e f

CF

V

Objeto entre C e fObjeto entre C e f

ImagemImagem• Real• Invertida• Maior• Atrás de C

C FV

Objeto sobre f

ImagemImagem

• Imprópria

C FV

Objeto entre f eV

C FV

-Virtual

-Direita

-Maior

-Atrás do espelho

Formação de ImagensConvexo

Objeto em qualquer posiçãoObjeto em qualquer posição

Imagem• Virtual• Direita• Menor

C F V

LENTES LENTES ESFÉRICASESFÉRICAS

Comportamento Óptico

nmeio < nlente

Bordos finos Convergente

Bordos largosDivergente

nmeio > nlente

Bordos finos Divergente

Bordos largosConvergente

Tipos de Lentes• Lente Convergente • Lente Divergente

Elementos das Lentes:• Convergentes

F F’ A’

A

A – ponto antiprincipalF - foco

O

O – centro óptico

Elementos das Lentes:

• Divergentes

A – ponto antiprincipal

F’ F AA’

F - foco

O

O – centro óptico

Raios Notáveis:

Convergentes

F F’ A’

A O

Raios Notáveis:

• Divergentes

F’ F AA’ O

Construções Gráficas

F F’ A’

A

Imagem real, invertida e menor MÁQUINA FOTOGRÁFICA

Construções Gráficas

F F’A’A

Imagem real, invertida e igual

Construções Gráficas

F F’ A’

A

Imagem real, invertida e maiorPROJETOR DE SLIDES

Imagem virtual, direita e maiorFuncionando como LUPA

F F’ A’

A

Objeto entre a centro óptico e o foco

F’ F AA’

Imagem virtualdireita menor

Lente divergente (convexa)