ÓÓptica Geométrica Colégio Ari de Sá Cavalcante Física Ilan Rodrigues

Óptica Geométrica

Colégio Ari de Sá CavalcanteColégio Ari de Sá Cavalcante

FísicaFísica

Ilan RodriguesIlan Rodrigues

1. Introdução1. Introdução

Luz Luz é o agente físico que, atuando nos órgãos é o agente físico que, atuando nos órgãos visuais, produz a sensação da visão.visuais, produz a sensação da visão.

Energia radiante (Radiação)Energia radiante (Radiação)

Onda eletromagnéticaOnda eletromagnética

Velocidade da luz no Vácuo:Velocidade da luz no Vácuo:

C = 3,0 . 10C = 3,0 . 1088 m/s ou c = 3,0 . 10 m/s ou c = 3,0 . 1055 Km/s Km/s

Representação: Representação:

2. Feixes de Luz2. Feixes de Luz

ConvergenteConvergente

DivergenteDivergente

ParalelosParalelos

3. Fontes luminosas3. Fontes luminosas

Fonte de luzFonte de luz

PrimáriaPrimária

SecundáriaSecundária

corpos que emitem luz própria

corpos que enviam a luz que recebem de outras fontes

Ex: o Sol, a chama de uma vela, as lâmpadas (quando acesas) etc.

Ex: a Lua, as nuvens, uma árvore,as lâmpadas (quando apagadas) etc.

3. Fontes luminosas3. Fontes luminosas

Fonte de luzFonte de luz

Pontual (Puntiforme)Pontual (Puntiforme)

ExtensasExtensas

dimensões são irrelevantes em comparação com as distâncias da F.L.

dimensões não-desprezíveis em relação à distâncias da F.L.

Notas:

PrimáriaPrimária(Sol, Luz acesa, etc)(Sol, Luz acesa, etc)

Secundária(Lua, Planetas)

LuminescenteLuminescente(T<500ºC)(T<500ºC)

Incandescentes (T>500ºC)Incandescentes (T>500ºC)Ex (Lâmpada de Filamento (tungstênio))

Fluorescente (Agente Excitador)

Fosforescente (Libera Energia Luminosa naturalmente)

EX (Lâmpada Fria)

EX (Tomada)

4. Classificação dos Meios4. Classificação dos Meios

4.1 Meios Transparentes4.1 Meios Transparentes Permite uma visão nítida dos objetos;Permite uma visão nítida dos objetos;

4.1 Meios Translúcidos4.1 Meios Translúcidos Permite uma visão parcial dos objetos;Permite uma visão parcial dos objetos;

4. Classificação dos Meios4. Classificação dos Meios

4.3 Meios Opacos4.3 Meios Opacos Impede a propagação da luz;Impede a propagação da luz;

4.4 Meios Homogêneos4.4 Meios HomogêneosApresenta as mesmas propriedades físicas em todos Apresenta as mesmas propriedades físicas em todos os seus pontos.os seus pontos.

5. Princípios da óptica geométrica5. Princípios da óptica geométrica

5.1 Princípio da Independência dos R.L.5.1 Princípio da Independência dos R.L.Os raios de luz de um feixe são independentes.Os raios de luz de um feixe são independentes.

5. Princípios da óptica geométrica5. Princípios da óptica geométrica

5.2 Princípio da Reversibilidade dos R.L.5.2 Princípio da Reversibilidade dos R.L.O caminho de um raio de luz não se modifica O caminho de um raio de luz não se modifica quando permutamos as posições da fonte e do quando permutamos as posições da fonte e do observador.observador.

5. Princípios da óptica geométrica5. Princípios da óptica geométrica

5.3 Princípio da Propagação Retilínea dos R.L.5.3 Princípio da Propagação Retilínea dos R.L.Nos meios Nos meios homogêneos e transparentes a luz se a luz se propaga em linha reta.propaga em linha reta.

6. Cor dos objetos6. Cor dos objetos

Azul

Cor AzulLuz Azul

Luz Branca

Luz AmarelaPreto

Luz Vermelha

Reflexão é o fenômeno que consiste no fato de a Luz voltar a se propagar no meio de origem, após incidir na superfície de separação desse meio com outro.1ª Lei da Reflexão:1ª Lei da Reflexão:

O raio incidente, O raio incidente, a reta normal e o a reta normal e o raio refletido são raio refletido são

coplanares.coplanares.

2ª Lei da Reflexão:2ª Lei da Reflexão:

7. Reflexão da luz7. Reflexão da luz

Leis da ReflexãoLeis da Reflexão

Superfície LISALISA refletora

ii rr

i = ri = r

RI

N RR

NN

. 900

NN

Incidência Normal:Incidência Normal:

NOTA!!NOTA!!

. 900

i = r = 0i = r = 000 i = r = 90i = r = 9000

Incidência Rasante:Incidência Rasante:

7. Reflexão da luz7. Reflexão da luz

7.1 Reflexão Regular7.1 Reflexão RegularRI

RR

7. Reflexão da luz7. Reflexão da luz

7.1 Reflexão Difusa (Difusão)7.1 Reflexão Difusa (Difusão)

RI

N RR

8. Espelhos planos8. Espelhos planos

é o mais simples e o primeiro dos é o mais simples e o primeiro dos diversos sistemas ópticos que diversos sistemas ópticos que estudaremosestudaremos. .

é o único sistema óptico que é sempre é o único sistema óptico que é sempre ESTIGMÁTICO (ESTIGMÁTICO (as imagens são perfeitas)as imagens são perfeitas)..

são, em geral, representados graficamente são, em geral, representados graficamente da seguinte forma:da seguinte forma:

i = ri = r

8.1 Características da imagem8.1 Características da imagem é sempre é sempre VirtualVirtual em relação ao Objeto Real. em relação ao Objeto Real.

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

Espelho

objeto

Imagem

Prolongamentos dos R.L.

VirtualVirtual

Imagem Imagem SimétricaSimétrica em relação ao objeto.em relação ao objeto.

d

d

Imagem do Imagem do Mesmo TamanhoMesmo Tamanho em relação ao objeto.em relação ao objeto.

Espelho

objeto

d

d

Imagem

é sempre é sempre VirtualVirtual em relação ao Objeto Real. em relação ao Objeto Real. Imagem Imagem SimétricaSimétrica em relação ao objeto.em relação ao objeto. Imagem do Imagem do Mesmo TamanhoMesmo Tamanho em relação ao objeto.em relação ao objeto.

Orientação da imagem

objeto

imagem

Espelho

BA

B’

objeto

A’

é sempre é sempre VirtualVirtual em relação ao Objeto Real. em relação ao Objeto Real. Imagem Imagem SimétricaSimétrica em relação ao objeto.em relação ao objeto. Imagem do Imagem do Mesmo TamanhoMesmo Tamanho em relação ao objeto.em relação ao objeto. Imagem Imagem DireitaDireita em relação ao objeto.em relação ao objeto. Imagem Imagem EnantiomorfaEnantiomorfa ..

i

r

d

h h’

P

B

C P’1

2 r

d’

9. Campo Visual9. Campo Visual

Espelho

objeto

d

d

Imagem

A E

B

C

D

Campo Visual

JoãoMaria

objeto

imagem

Maria não pode ver a imagem da lâmpada!Espelho

Para que isso fosse possível, o espelho deveria ser mais longo.

Campo VisualCampo Visual

Diante da suntuosa fachada neoclássica do arranha-céu, uma pomba observa o reflexo de parte de uma coluna em uma poça a sua frente.

Dentre os pontos indicados, a pomba vê por reflexão, nessa poça, apenasa) B. b) C. c) A e B. d) B e C. e) D e E.

ObjetoObjeto

xx

11. Translação de um Espelho Plano:11. Translação de um Espelho Plano:

x + x + D = (x + d) + (x + d) 2x + D = 2x + 2d

D = 2dD = 2dd é o deslocamento do espelho

D é o deslocamento da imagem

Observação:Observação:

Vi = 2.VEVi = 2.VE

VE é a velocidade do espelho

Vi é a velocidade da imagem

Imagem 1Imagem 1

xx

ObjetoObjeto

xx dd x + dx + d

Imagem 2Imagem 2

DD

12. Rotação de um Espelho 12. Rotação de um Espelho Plano:Plano:

E (depois)

RR (antes) RR (depois)

OE (antes)

= 2.

E1

E2

O (objeto)

E’2

i1

E’1

i2i'1 = i’2

1360

No

13. Associação de espelhos 13. Associação de espelhos planos:planos:

(par)(par)

o objeto pode estar

colocado em qualquer posição entre os espelhos.

(ímpar(ímpar))

o objeto deve estar

sobre o plano

bissetor do ângulo .