FILMES FINOS Óptica física: teoria, experimentos, aplicações Profa. Dra. Anne e Prof. Dr. Mikya Alunos: Éllen Rosim Edson Oliveira

Bolhas O que se pode observar?

bolhas A bolha de sabão é um filme fino de líquido circundado por gás (ar) por todos os lados. No caso de bolhas de sabão, este filme tem propriedades elásticas, ele pode ser esticado ou comprimido. Quando a bolha é formada, uma certa quantidade de água fica presa no interior do filme dando estabilidade à mesma. Se observarmos uma bolha num dia ensolarado ou mediante uma luz adequada veremos que haverá mudanças de cor em sua superfície, similar às cores do arco-íris. Esta variação de cores ocorre devido à reflexão da luz em sua superfície, conforme a espessura do filme mais ou menos cores serão refletidas ao mesmo tempo. Podemos ter desde o branco, onde todos os comprimentos de ondas (cores) são refletidos, até pequenos pontos escuros onde não há reflexão alguma. Figura 1: Esquema das moléculas nas bolhas de sabão.

Bolhas Por que das cores?

BOLHAS: O PORQUÊ DAS CORES

BOLHAS: O PORQUÊ DAS CORES

BOLHAS: O PORQUÊ DAS CORES

Filme fino - teoria Construtivo – (m+1/2) λ = 2d Destrutivo – m λ = 2d V = lambida . F Frequencia depende da fonte Va /lambida a = vb/lambida b Se n do meio é velocidade da luz/ velocidade no meio Lambida b = na/nb . Lambida a

HOOKE – Micrographia (1665) Estudo das cores BOYLE – Experiments and considerations touching colours (1664) HOOKE – Micrographia (1665) NEWTON – Optiks (1704) https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/28/Portrait_of_The_Honourable_Robert_Boyle_(1627_-_1691)_Wellcome_M0006615.jpg No século XVII físicos importantes como Robert Boyle (1627 – 1691),Robert Hooke (1635 – 1703) e Isaac Newton (1643 – 1727) também seencantaram com esse fenômeno e desenvolveram diferentes explicações paraele. Este trabalho apresenta um estudo histórico e experimental sobre o tema,analisando em mais detalhes as explicações e os experimentos de Newton parao fenômeno, publicados em 1704 em seu livro Óptica.Boyle examinou o fenômeno em seu livro Experiments and considerationstouching colours, de 1664. O tema central de seu livro não era exatamente aóptica, mas tratava da relação entre a matéria e suas propriedades ópticas,incluindo a cor (HALL 1993). Já Hooke, em sua Micrographia, de 1665, pelaprimeira vez apresentou um estudo sistemático sobre o fenômeno e, partindoda concepção de que a luz era um pulso propagado no éter causado pelomovimento do corpo luminoso, constatou a periodicidade do aparecimento dascores.Newton, por sua vez, desenvolveu a teoria dos “estados de fáciltransmissão” e “estados de fácil reflexão”, assumindo uma concepçãocorpuscular da luz. Essa teoria está exposta no Livro II do Óptica e seráestudada em detalhes nesse trabalho.Para realizar suas experiências, Newton construiu um aparato que consistiade uma lente plano-convexa e uma biconvexa de grande raio de curvatura,lentes essas que poderiam ser pressionadas uma contra a outra de diversas

Newton – óptica Livro II Newton abordou pela primeira vez a idéia de “tendências” que o raio teria para ser refletido ou transmitido no filme, que posteriormente remeteriam à teoria dos “estados de fácil transmissão” e “estados de fácil reflexão” ou, em inglês, “fits of easy trasmission” e “fits of easy reflexion”, pontos em que Newton apoiou-se para explicar o aparecimento dos anéis.

OBSERVAÇÃO DE NEWTON “E, projetando as cores prismáticas imediatamente sobre os vidros, verifiquei que a luz que incidia sobre os espaços escuros que estavam entre os anéis coloridos era transmitida através dos vidros sem nenhuma variação de cor. Pois num papel branco colocado atrás dela comporia anéis com a mesma cor dos que eram refletidos e com tamanho dos seus espaços imediatos. E disso se evidencia a origem desses anéis; a saber, que o ar entre os vidros, de acordo com sua espessura variada, está disposto em alguns lugares para refletir – e em outros para transmitir – a luz de qualquer cor e no mesmo lugar para refletir a luz de uma cor onde ele transmite a de uma outra cor.”

OBSERVAÇÃO DE NEWTON Se se assoprar uma bolha com água misturada com um pouco de sabão, é comum observar que passado um momento ela se tingirá de uma grande variedade de cores [...]

OBSERVAÇÃO DE NEWTON “Devido ao fato de as cores dessas bolhas serem mais amplas e vivas do que as do ar adelgaçado entre dois vidros, e, portanto, mais fáceis de distinguir, darei aqui uma descrição de sua ordem, tal como eram observadas ao serem vistas por reflexão do céu quando apresentava uma cor branca, enquanto uma substância preta era colocada atrás da bolha. E as cores eram estas: vermelho, azul; vermelho, azul; vermelho, azul; vermelho, verde; vermelho, amarelo, verde, azul, púrpura; vermelho, amarelo, verde, azul, violeta; vermelho, amarelo, branco, azul, preto.”

APLICAÇÕES NA INDÚSTRIA

Filmes finos em ambientes naturais

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