Ótica

Reflexão da Luz

Profª.: Daniela Fontana Almenara

Disciplina: Física

Turma: 2º Ano do EM

Governo do Estado de Rondônia

Secretaria de Estado da Educação – SEDUC E.E.E.F.M. Cel. Aluízio Pinheiro Ferreira

Rolim de Moura – RO

Ótica Geométrica

A ótica geométrica tem por objetivo o estudo das propriedades da luz, isto é, como ela é produzida, propagada, detectada e medida.

• Filósofos gregos, como Platão e Aristóteles, já se preocupavam em responder a perguntas tais como: por que vemos um objeto? O que é a luz? Platão, por exemplo, supunha que nossos olhos emitiam pequenas partículas que, ao atingirem os objetos, tornavam-nos visíveis.

Aristóteles considerava a luz um fluido imaterial que se propagava entre o olho e o objeto visto.

A Ótica é dividida em duas partes:

• Geométrica – Estuda os fenômenos luminosos sem considerar a natureza da luz. Essa parte estuda os fenômenos óticos baseados na concepção de raios luminosos, com suas aplicações em lentes, espelhos, lunetas, telescópios, projetores, prismas, etc.

• Física – Estuda os fenômenos luminosos cuja explicação depende das teorias relativas à natureza da luz. A Ótica Física estuda precisamente os fenômenos óticos em que a natureza da luz exerce papel predominante, como a polarização, a difração, a interferência, os espectros,etc.

Luz Denomina-se luz ao agente físico

responsável pelas sensações visuais. É a energia que se propaga no espaço através de ondas eletromagnéticas que impressionam nosso órgão visual.

Para representar graficamente a luz em propagação, como por exemplo, a emitida pela chama de uma vela, utilizamos a noção de raio de luz.

Raios e Feixes de luz

• Consideremos uma fonte que emite luz em todas as direções. As direções em que a luz se propaga podem ser indicadas por meio de linhas retas, como mostra a figura ao lado. Estas linhas são denominadas raios de luz.

Feixes de luz convergente, divergente e

paralelos • Nessa figura apresentamos uma parte dos raios de luz

que são emitidos por uma fonte. Esse conjunto de raios constitui um feixe luminoso divergente. Este feixe depois de passar por alguns processos, pode-se transformar em um feixe convergente, ou em um feixe de raios paralelos.

•O feixe de luz que é emitido por um ponto luminoso é sempre divergente, mas, em um farol, por exemplo, o feixe que sai da lâmpada sofre modificações, transformando-se em um feixe de raios praticamente paralelos

• O feixe que nos atinge, proveniente de uma fonte de luz muito afastada, é, também, constituído de raios praticamente paralelos

•Uma importante propriedade da luz é a independência que se observa na propagação dos raios ou feixes luminosos. Após dois feixes se cruzarem, eles seguem as mesmas trajetórias, ou seja, um feixe não perturba a propagação do outro

Velocidade da Luz

A luz não necessita de meio material para se propagar. Sua velocidade num meio material depende do tipo de luz que se propaga, isto é, para cada tipo de luz a velocidade de propagação num meio material é diferente.

Velocidade da luz no ar: 299700 km/s Velocidade da luz no vácuo: 300000 km/s Costuma-se representar a velocidade da luz por ”c” e,

para efeitos práticos, se utiliza o valor: c = 3.108 m/s.

Princípios da Ótica Geométrica

• Princípio da Propagação retilínea da luz

Nos meios transparentes, homogêneos e isótropos a luz se propaga em linha reta.

• Princípio da independência dos raios luminosos

Quando dois raios de luz se cruzam, cada um segue o seu caminho como se não tivesse havido o cruzamento.

• Princípio de reversibilidade dos raios luminosos

O trajeto de um raio luminoso não se modifica quando permutamos as posições da fonte e do observador.

Meios de propagação da luz

• Os diferentes meios materiais comportam-se de

forma diferente ao serem atravessados pelos raios de luz, por isso são classificados em:

Meio transparente

• É um meio óptico que permite a propagação regular da luz, ou seja, o observador vê um objeto com nitidez através do meio. Exemplos: ar, vidro comum, papel celofane, etc...

Meio translúcido

• É um meio óptico que permite apenas uma propagação irregular da luz, ou seja, o observador vê o objeto através do meio, mas sem nitidez.

Meio opaco

• É um meio óptico que não permite que a luz se propague, ou seja, não é possível ver um objeto através do meio.

Fenômenos ópticos

•Ao incidir sobre uma superfície que separa dois meios de propagação, a luz sofre algum, ou mais do que um, dos fenômenos a seguir:

Difusão e reflexão regular da LUZ

Considere um feixe de luz propagando-se num meio e atingindo a superfície S. Se esse feixe de Luz retornar para o meio em que está se propagando, dizemos que a Luz sofreu reflexão. Reflexão é o retorno de um feixe luminoso para o meio do qual é proveniente ao atingir uma superfície.

Difusão da Luz Considere um conjunto de raios luminosos iluminando

um corpo rugoso, isto é, cheio de saliências.

O corpo rugoso reflete os raios luminosos fazendo com que se propaguem em várias direções. Esse fenômeno é chamado reflexão irregular ou reflexão difusa, ou simplesmente, difusão. Devido a reflexão difusa é que podemos ver totalmente um corpo.

Exemplo: Se a Terra não tivesse atmosfera para difundir a luz do Sol, o céu seria completamente preto.

Reflexão Regular

Quando um conjunto de raios incide em uma superfície perfeitamente polida, notamos que os raios luminosos são refletidos numa única direção. Esse fenômeno é chamado de reflexão regular.

Exemplo: Os faróis e faroletes usam fontes de

Luz de alta intensidade e refletores regulares de alto polimento para redirigirem os raios de luz na direção desejada.

Espelho

Toda a superfície polida que forma imagens por reflexão regular e tem alto poder refletor é chamada espelho. Os espelhos podem ser planos ou esféricos.

Espelhos Planos

Espelhos Esféricos

Espelhos Esféricos

Exemplo: Colher de aço inoxidável

- O lado de fora da colher funciona como espelho convexo.

- O lado de dentro da colher funciona como espelho côncavo.

Espelho esférico

Luz

LEIS DE REFLEXÃO

1a Lei

• O raio incidente, o raio refletido e a normal estão sempre no mesmo plano.

2a Lei

• O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.

Câmara Escura

Colocando um corpo luminoso AB diante de um orifício O de uma das faces de uma caixa de paredes opacas, verifica-se que sobre a face oposta à do orifício se forma uma imagem A’B’ invertida do corpo luminoso. Este dispositivo é chamado de câmara escura e demonstra a propagação retilínea da Luz. Para se observar a imagem com facilidade, substitui-se a face oposta à do orifício por uma folha de papel vegetal sobre a qual se forma a imagem. Este fenômeno é a base do princípio de funcionamento das câmaras fotográficas.

Câmara Escura

Eclipses

É a formação de sombra (região do espaço que não recebe luz) e penumbra (região do espaço parcialmente iluminada) envolvendo o Sol, a Lua e a Terra. Pode ser dividido em dois casos:

• Eclipse Solar • Eclipse Lunar

Eclipse

• Eclipse Solar - Se a sombra e penumbra da Lua interceptarem a superfície da Terra, ele ocorrerá de forma total ou parcial, dependendo do observador.

Eclipse Solar

Eclipse

• Eclipse Lunar – A luz solar, tangenciando a Terra, determina uma região de sombra: a sombra da Terra. Quando a Lua penetra nessa região, ela deixa de ser vista por um observador na Terra, ocorrendo o eclipse lunar.

Eclipse Lunar

• Eclipse 2008-02-21

Eclipse Lunar

• Eclipse 2008-02-21

Atividades

•Responder as atividades do livro didático. Pág 165, exercícios 1 ao 6