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Conceitos Básicos de Óptica Geométrica
O que é a luz
Século V a.C.: pequenas partículas emitidaspelo olho que atingem o objeto e o iluminam.
Século IV a.C.: ondas em um fluido invisível
Atualmente: dualidade onda-partícula
A luz O objeto de estudo da óptica é a luz. É uma onda eletromagnética. É o ente físico mais rápido que se
conhece. A velocidade a luz no vácuo é de 3.108 m/s.
Pode se propagar no vácuo e em meios materiais.
Fontes de Luz Existem dois tipos de fontes de luz:
Fontes Primárias e Fontes Secundárias. As fontes primárias são aquelas que
possuem luz própria. São chamadas também de corpos luminosos.
As fontes secundária que não possuem luz próprias. São chamadas também de corpos iluminados.
Exemplos de Fontes Secundárias
Raio de Luz Os raios de luz são representados por
vetores. E um conjunto desses raios é chamado de feixe de luz.
Existem três tipos de feixes.
Paralelos (ou Cilíndricos)
Divergente Convergente
Fenômenos de Propagação da Luz Quando um raio de luz atinge uma
superfície de separação dependendo da superfície pode acontecer três fenômenos distintos.
Reflexão Refração Absorção
Para a reflexão... ... Existem de duas
formas.
Regular Difusa
Transparência... Os objetos podem se apresentar sob três
tipos de transparência. Objetos TRANSPARENTES,
TRANSLÚCIDOS ou OPACOS.
Princípios da Óptica Geométrica 1º Princípio – Propagação retilínea da luz. A luz se propaga de forma retilínea.
Exemplo: Câmara escura.
O
I dO
di
Matematicamente...
i
o
dd
io
Outro exemplo são as sombras
Sombra e penumbra
Eclipses
Eclipse solar parcial e total
GAR
Y H
INCK
S/SP
L/LA
TIN
STO
CK
NAS
A
Eclipse anular do Sol
GAR
Y H
INCK
S/SP
L/LA
TIN
STO
CK
Eclipse lunar
GAR
Y H
INCK
S/SP
L/LA
TIN
STO
CK
Fases da Lua A Lua tem sempre uma face iluminada pelo Sol. A posição Sol-Terra-Lua define quanto da face iluminada da Lua
somos capazes de enxergar.
Fases da Lua
2ºPrincípio – Independência de Raios Luminosos A luz é uma onda e só transporta
energia. Portanto, quando dois raios se cruzam acontece a interferência apenas no cruzamento depois disso os raios continuam seus caminhos de forma independente.
3º Princípio – Reversibilidade dos Raios Luminosos O caminho de “ida” da luz, pode ser o
caminho de “volta”.
Cores... A luz branca é a junção de sete cores, as
cores do arco íris. Vermelho, Alaranjado, Amarelo, Verde, Azul, Anil e Violeta.
E a cor de um objeto é a parte da luz que chega aos nossos olhos, ou seja é a cor que o objeto refletiu. E as outras cores???
Foram absorvidas pelo objeto.
Espelho Plano
Leis da Reflexão1ª Lei : o raio incidente (RI), raio
refletido(RR) e normal(N) são coplanares, ou seja, estão no mesmo plano.
2ª Lei: Para qualquer tipo de reflexão o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão. i = r
Reflexão da Luz
Normal
RI
(Raio Incidente)
RR
(Raio Refletido) ir
RI
(Raio Incidente)
RR
(Raio Refletido)Normal
r i
Formação de Imagens...
Para formar imagem de um ponto objeto por reflexão, é necessário o cruzamento de dois (ou mais) raios refletidos do objeto
Formação de Imagens em Espelhos Planos
Objeto Imagem
Características da Imagem Virtual Direita (“de cabeça para cima”) Distância do Objeto ao Espelho é igual a
distância do Espelho a Imagem (DOE = DEI) Imagem e Objeto tem as mesmas
dimensões. Reversa (direito/esquerdo)
Campo de Visão Para o EP
Olho
d d
Imagem de corpo extenso
Tamanho do espelho e altura em relação ao solo Para que a pessoa possa se ver por inteiro em
frente ao espelho plano... O tamanho do espelho (x) deve ser metade da
altura total (H). A distância do espelho em relação ao chão (y)
deve ser metade da altura dos olhos em relação ao chão (h).
Importante! A distância da pessoa em relação ao espelho não é relevante para que se veja por intero, uma vez respeitada as proporções acima.
Matematicamente...
2
2hy
Hx
Translação de Espelho Plano
Se o objeto se afastar (ou aproximar) uma distância x, sua imagem se aproxima (ou se afasta) a mesma distância x.
Translação de Espelho Plano Consequentemente a distância entre o
objeto e a imagem se altera em 2.x Um caso especial é: observador em
repouso e espelho se movimentando com velocidade v em relação ao solo.
Nesse caso, a velocidade da imagem em relação ao solo é igual à 2.v
Associação de Espelhos Planos
13600
N