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Produção, Propagação e Detecção da Luz

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Page 1: TRANSMISSÃO DE LUZ A luz propaga-se pelo espaço exterior, não necessita um meio material para se propagar. É uma onda NÃO MECÂNICA É UMA ONDA ELECTROMAGNÉTICA

Produção, Propagação e

Detecção da Luz

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TRANSMISSÃO DE LUZ A luz propaga-se pelo

espaço exterior, não necessita um meio material para se propagar. É uma onda NÃO MECÂNICA

É UMA ONDA ELECTROMAGNÉTICA

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Diversos tipos de sinais luminoso

Os faróis informam os barcos sobre a proximidade da terra.Anúncios

Nos anúncios, procura-se captar a atenção do consumidor e informar sobre serviços ou produtos.

SemáforosNum semáforo, a informação refere-se à obrigação de parar ou a possibilidade de continuar em movimento.

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PROPAGAÇÃO DA LUZ A luz propaga-se em linha recta e radialmente em todas

as direcções sempre que a velocidade de propagação for constante.

Ao propagar-se, a luz pode atravessar materiais transparentes e translúcidos, mas não atravessa os materiais opacos.

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ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

Energia (E)

Frequência ( f )

Comprimento de Onda (λ)

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Energia (E)

Frequência ( f )

Comprimento de Onda (λ)

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A velocidade da luz no vácuo, simbolizada pela letra c, é definida como 300 000 000 metros por segundo.

C = 300 000 km/s

c = 300 000 km/s

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TRIÂNGULO DE VISÃO Para se ver um objecto implica a existência de três

aspectos fundamentais, que constituem o triângulo de visão: o objecto, uma fonte luminosa que ilumine o objecto e um detector de luz (como por exemplo, os olhos de uma pessoa).

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MEIOS ÓPTICOS

Existem meios/objectos: Transparentes: objectos que

deixam passar toda a luz. Ex.: vidro, plástico, água.

Translúcidos: objectos que deixam passar parte da luz. Ex.: vidro fosco, papel vegetal,

nuvens, nevoeiro.

Opacos: objectos que não deixam passar a luz, absorvem-na ou reflectem-na. Ex.: madeira, cartão, tijolo, etc.

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ZONAS DE SOMBRA E DE PENUMBRA

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FEIXES DE LUZO conjunto de raios de luz constitui um feixe de luz. Assim,

podemos ter feixe de luz constituído por raios paralelos, convergentes ou divergentes.

Paralelos

○ Convergentes

Divergentes

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Efeitos sofridos pela Luz

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REFLEXÃO Consiste na mudança da direção de propagação da energia,

retornando a energia incidente em direção à região de onde ela vinha, após entrar em contacto com uma superfície refletora.

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TIPOS DE REFLEXÃO Reflexão difusa – Ocorre quando a luz é reflectida por uma

superfície rugosa e resulta na difusão (espalhamento) da luz.

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Reflexão (filme na net):http://www.skoool.pt/content/ks4/physics/waves_1/03_Properties_of_Waves_Reflection/index.html

Reflexão Regular – Ocorre quando a luz é reflectida por uma superfície polida (tipo espelho), respeitando as leis da reflexão.

TIPOS DE REFLEXÃO

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1ª LEI DA REFLEXÃO“o raio incidente, o raio refletido e a reta normal são coplanares

(estão no mesmo plano)”

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2ª LEI DA REFLEXÃO REGULAR

“O ângulo de incidência (î) é igual ao ângulo de reflexão (ȓ).” î=ȓ

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EXERCÍCIO 1

Raio incidente

Raio reflectido

Ponto de incidência

Recta normal

Ângulo de incidência

Ângulo de reflexão

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ESPELHO PLANO São espelhos constituídos por

superfícies planas e polidas , capazes de reflectir regularmente a luz.

Por esta razão os espelhos devem ser superfícies metálicas.

Nos espelhos comuns, o vidro é usado como uma protecção transparente para que a camada metálica não sofra acção do ar e da humidade.

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PROPRIEDADES DE IMAGEM Num espelho plano comum, vemos nossa imagem com

a mesma forma e tamanho, que parece encontrar-se atrás do espelho.

Simetria

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ESPELHOS PLANOS

EXERCÍCIO 2

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ESPELHOS ESFÉRICOS: ESPELHOS CONCAVOS E CONVEXOS

Espelhos esféricos são espelhos que resultam do corte de uma esfera em que uma de suas superfícies é espelhada

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PROPRIEDADES Um espelho côncavo é uma

superfície esférica que apresenta na parte interna o seu lado reflector.

EXEMPLOStelescópios, projectores, consultórios dentistas , maquilhagem, problemas de visão.

A imagem depende da distância do objecto ao espelho.

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ESPELHO CONVEXO Caracteriza-se fisicamente por apresentar a sua superfície

esférica externa como face reflectora.

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ESPELHO COM CURVATURAS

Este espelho tem partes convexas e côncavas. A imagem reflectida é deformada podendo até ficar cortada em duas partes.

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REFRACÇÃO DA LUZ é a passagem da luz por

meios transparentes com diferentes densidades.

A refracção modifica a velocidade da luz, mesmo que a direcção permaneça a mesma (caso a luz incida perpendicularmente à superfície).

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REFRACÇÃO NO DIA-A-DIA

Refracção (Filme na internet)http://www.skoool.pt/content/ks4/physics/

waves_1/04_Properties_of_Waves_Refraction/index.html

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VELOCIDADE MENOR →ÂNGULO COM A RECTA NORMAL MENOR

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SEMPRE SOFRE DESVIO? Nem sempre! São duas as situações em que isso acontece! Quando os índices de refração são iguais, e quando o raio

incide perpendicularmente a superfície!!!

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REFLEXÃO TOTAL DA LUZ O ângulo de incidência ao qual

corresponde um ângulo de refracção de 90º chama-se ângulo-limite.

Se o ângulo de incidência for inferior ao ângulo-limite, há simultaneamente refracção e reflexão.

Se o ângulo de incidência for superior ao ângulo-limite apenas ocorre a reflexão

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COMPORTAMENTO DAS LENTES CONVEXAS:

As lentes convexas (de bordas finas) são convergentes nos meios onde o índice de refração da lente é maior que o índice de refração do meio.

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COMPORTAMENTO DAS LENTES CÔNCAVAS:

As lentes côncavas (de bordas grossas) são divergentes nos meios onde o índice de refração da lente é maior que o índice de refração do meio.

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Representação esquemática das lentes:

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POTÊNCIA FOCAL Uma lente convergente pode fazer convergir mais ou menos

um feixe de luz. E uma lente divergente pode fazer divergir mais ou menos um feixe de luz.

A potência de uma lente, também chamada vergência, indica o poder convergente ou divergente da lente.

Numa lente convergente, por exemplo, quanto maior for a distância focal da lente menos converge a luz, ou seja, a lente é menos potente.

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POTÊNCIA FOCAL A potência de uma lente, simbolizada por P, é igual ao

inverso da distância focal, representada por f. A unidade de potência é a dioptria, cujo símbolo é D.

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VISÃO BINOCULAR 2 Olhos = Visão Binocular: é a visão na qual ambos os olhos são usados em

conjunto.

A visão binocular dá-nos uma noção de 3D (3 Dimensões)

Dá-nos uma noção de profundidade.

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OLHO Exteriormente podemos ver:

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CONSTITUIÇÃO DO OLHO HUMANO

Vídeo: http://www.youtube.com/watch?v=NG3ygbRrljQ

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CONSTITUIÇÃO DO OLHO HUMANO O nosso olho é um instrumento óptico simples. O globo

ocular tem vários meios transparentes:a córnea lente convergente que foca a luz para o interior

do olho;

o humor aquoso

o cristalino lente convergente que forma uma imagem real (não deformada), invertida e menor do que o objecto, que é projectada na retina;

o humor vítreo.

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CONSTITUIÇÃO DO OLHO HUMANO As imagens formadas na retina são transmitidas ao

cérebro pelo nervo óptico e descodificadas por ele. Como a distância dos objectos ao olho varia, é preciso

variar a convergência do cristalino (chama-se poder de acomodação). São os músculos ciliares que permitem mudar a forma do cristalino, tornando-o uma lente mais ou menos convergente.

A íris regula a quantidade de luz que entra no olho, pois altera o tamanho do orifício por onde entra a luz a pupila. Por isso, quando está escuro, esse orifício aumenta.

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PROBLEMAS DE VISÃO Os problemas de visão corrigem-se usando

lentes adequadas. Os problemas mais vulgares são:MiopiaHipermetropiaPresbitiaAstigmatismo

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MIOPIA VER MAL AO LONGE

o As pessoas com este problema vêem mal ao longe, mas vêem bem ao perto.

oAs imagens formam-se antes da retina porque o cristalino é demasiado convergente

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MIOPIA As imagens formam-

se antes da retina porque o cristalino é demasiado convergente.

Por isso os míopes usam lentes divergentes.

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CORRECÇÃO DE MIOPIA- LENTE DIVERGENTE

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HIPERMETROPIA VER MAL AO PERTO

o Ao contrário dos míopes, as pessoas com este problemavêem bem ao longe mas mal ao perto.

oNo olho hipermétrope aimagem forma-se para lá da retina, pois o cristalino é poucoconvergente.

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HIPERMETROPIA No olho hipermétrope

a imagem forma-se para lá da retina, pois o cristalino é pouco convergente.

Para corrigir este defeito do cristalino usam-se lentes convergentes .

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CORRECÇÃOLENTE CONVERGENTE

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PRESBITIA – VISTA CANSADA A presbitia é conhecida

popularmente por vista cansada.

Esta alteração relacionada com a idade é causada pela deterioração da capacidade de focagem do cristalino, tornando as imagens ao perto desfocadas.

Estas alterações surgem por volta dos 45 anos de idade e o principal sintoma é a necessidade de alongar a distância de leitura.

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ASTIGMATISMO

Má visão por excessiva esfericidade da córnea e cristalino.

No olho astigmático a luz que incide na córnea é refractada de forma que as imagens focam-se antes ou depois da retina dependendo da magnitude da alteração. Isto dá lugar a uma visão distorcida, semelhantes aos espelhos de feira.

CORRECÇÃO: LENTE CILÍNDRICA

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A LUZ BRANCA

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Cores Primárias da luz

Vermelho Verde Azul

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Vermelho

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Verde

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Azul

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Vermelho+Verde = Amarelo

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Vermelho+Azul = Magenta

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Verde + Azul = Ciano

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TRIÂNGULO DAS CORESVerde

Vermelho Azul

CianoAmarelo

Magenta

Branco