Professor : DUDU Disciplina : Física Óptica (FO) Introdução: Óptica é a parte da física que estuda a luz: energia radiante (ondas eletromagnéticas) capaz de causar, em nós, a sensação da visão.

Fontes de Luz Primária Secundária

Primária Fontes que emitem luz própria

Corpos luminosos: são os corpos que emitem luz própria. Exemplo: o Sol, as estrelas, a chama de uma vela, etc.

Sol

Secundária Refletem luz Não emitem luz própria

Lua

Corpos iluminados: são os corpos que refletem luz.

Meios Físicos

Corpos transparentes: são os corpos que se deixam atravessar Meios Transparentes: Permitem a passagem da luz sem desvios.Ex:Vácuo, pequenas camadas de ar, vidro e água. Corpos transparentes: são os corpos que se deixam atravessar totalmente pela luz

Corpos translúcidos: são os corpos que Meios Translúcidos: A luz sofre desvio e há bastante difusão.Ex:Neblina, papel vegetal . Corpos translúcidos: são os corpos que se deixam atravessar parcialmente pela luz.

Meios Opacos: A luz não se propaga.Ex: Alvenaria, madeira. Corpos opacos: são os corpos que impedem a passagem da luz.

INTRODUÇÃO Propagação Retilínea Reversibilidade Independência Princípios da Óptica Geométrica INTRODUÇÃO Propagação Retilínea Reversibilidade Independência

Propagação retilínea Em um meio homogêneo a luz propaga-se em linha reta.

Eclipse

As provas mais simples de que a luz se propaga em linha reta são a formação da sombra e a câmara escura.

Câmara Escura p p O I p I O =

Sombras e alturas anteparo opaco Fonte de luz a b a = altura do anteparo b = distância entre a fonte e o anteparo

Sombras e alturas sombra anteparo opaco c Fonte de luz a b d c = altura da sombra d = distância entre a fonte e a sombra

Sombras e alturas = b d FIM c a b d A semelhança de triângulos nos diz que: a b c d = FIM

Reversibilidade B A A trajetória seguida pela luz independe do sentido de propagação.

Independência Quando dois ou mais raios se cruzam cada um age independentemente do outro.

Princípios da Óptica Geométrica Princípio da Propagação Retilínea da Luz: Princípio da Independência dos Raios de Luz: Princípio da Reversibilidade da Luz:

A imagem é invertida e reversa. Ex.: p vira d   CÂMARA ESCURA = Máquina fotográfica A imagem é invertida e reversa. Ex.: p vira d

Resumo da aula: Fontes ( 1º ou 2 º) Fenômenos (reflexão, refração e absorção) Meios (transparente,translúcido e opaco) Princípios (propagação retilínea, reversibilidade e independência)

Sombra e Penumbra Corpo Penumbra Sombra Fonte 

Sombra e Penumbra

Clique para acender uma lâmpada

Área não iluminada Aqui você pode ver que existem duas regiões. Uma iluminada e outra não Clique novamente para acender a outra luz

FIM sombra Agora você tem três regiões. Uma iluminada somente por uma penumbra penumbra sombra FIM Agora você tem três regiões. Uma iluminada somente por uma das lâmpadas, chamada penumbra, outra iluminada pelas duas lâmpadas, e outra que não é iluminada por nenhuma, denominada sombra.

Reflexão

Reta Normal Sempre perpendicular ( 90º) à superfície. Normal. Normal.

Reta Normal Sempre perpendicular ( 90º) à superfície. Normal. Normal.

Tipos de Reflexão: Reflexão regular (especular) Ocorre em superfícies polidas (bem lisas).Raios que incidem paralelamente são refletidos paralelamente. Reflexão irregular (difusa) Ocorre em superfícies rugosas. Raios que incidem paralelamente NÃO são refletidos paralelamente.

Nos dois casos: i = r Reflexão difusa i r Reflexão regular i r

Regular ou Especular

Irregular ou Difusa

Regular Difusão

Leis da reflexão 1º Lei =O raio incidente (RI), o raio refletido (RR) e a normal (N) pertencem ao mesmo plano. RI N RR Superfície

2 º Lei =O ângulo de incidência é sempre igual ao ângulo de reflexão (i = r)

Sempre i = r reta normal ângulo de ângulo de N incidência reflexão raio refletido raio incidente Sempre i = r

Espelho Plano

Os risquinhos representam a parte de trás do espelho. Um espelho plano possui duas partes: Refratora ( vidro ou cristal) Refletora ( alumínio ou prata) Os risquinhos representam a parte de trás do espelho. Para que ocorra reflexão o objeto deve ficar na parte da frente do espelho.

Características: x x 1-Simetria das Imagens. Distância objeto ao espelho é igual a distância imagem ao espelho .

Distância entre B e a imagem de A? Resposta: 40 cm A B B` A` 8 cm 16 cm 16 cm 8 cm 16 + 16 + 8 = 40 cm

2-Objeto e imagem possuem o mesmo tamanho. C C’ Obs.: A imagem é direita (não fica de ponta cabeça).

objeto Espelho imagem

O Espelho I 2m 2m Qual a nova distância entre objeto e imagem se o espelho se afastar um metro do objeto?

O Espelho I 3m 3m Resposta: 6m

Qual a imagem correta?

3-Imagens Enantiomorfas. Esquerda vira direita e vice-versa. A palavra MU refletida fica UM.

Ambulância Ambulância

4-Natureza contrária: Real vira virtual Virtual vira real

Objeto real Espelho x

Espelho Objeto real Imagem virtual x x

Real Virtual Natureza contrária do objeto Direita Enantiomorfa (lado contrário) Simétrica ( 1m = 1m) Mesmo tamanho

Campo Visual de um espelho plano: tamanho do espelho posição entre observador e espelho

Campo Visual: 1.Prolongue o espelho. 2.Ache a imagem. (Equidistante e perpendicular ao prolongamento). 3.Da imagem sai raio que passa pelas extremidades do espelho.

CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO 1.Prolongue o Espelho. Observador E

CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO 2.Ache a imagem. (Equidistante e perpendicular ao prolongamento). Observador Imagem

CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO 2.Ache a imagem. (Equidistante e perpendicular ao prolongamento). Observador Imagem

CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO Observador Imagem

CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO 3.Raio sai da imagem e passa pelas extremidades do espelho. Observador Imagem Campo Visual

Campo Visual: construção B C Quais os pontos serão vistos através do espelho pelo observador O ? D E A F espelho plano G

1.Prolongue o Espelho. 2.Ache a imagem do observador O. (Equidistante e perpendicular ao prolongamento). D E A F espelho plano G

3.Raio sai da imagem e passa imagem do observador O B 3.Raio sai da imagem e passa pelas extremidades do espelho. C D E A F espelho plano G

do campo visual são : D, E, F e G. imagem do observador O B C D E A Os pontos dentro do campo visual são : D, E, F e G. CAMPO VISUAL F espelho plano G

Qual ponto está no campo visual? Resposta: B Campo Visual

É necessário um espelho com a metade do nosso tamanho para que possamos nos enxergar totalmente.

b = 2 . a ROTAÇÃO DE UM ESPELHO PLANO a b Quando um espelho gira de um ângulo a , o raio refletido gira um ângulo 2 a.

Qual a distância entre L e A por reflexão?

2 m A’ 6 m 2 m 8 m

6 m D = ? 8 m

No triângulo hachurado, temos:

Associação de espelhos Podemos associar dois espelhos planos. O número de imagens é o resultado de reflexões sucessivas nos dois espelhos. De modo Geral: N=número de imagens por cada objeto a = ângulo formado entre os dois espelhos

Múltiplas imagens formadas por dois espelhos

Exemplo para 90º Note que uma imagem levantou o braço direito e duas o esquerdo.

1.Quantas imagens existem? Resposta: 4 2.Quantos corpos são visíveis de fora do sistema? Resposta: 5 3.Qual o ângulo entre os espelhos? Resposta: 72 º

Resumo:

Normal Raio incidente Raio refletido

Reflexão no espelho Sempre os ângulos incidentes e refletidos são iguais

F Real Virtual 12 cm 12 cm ESPELHO PLANO: 3 cm 3 cm Mesmo tamanho (3cm = 3cm) Simetria (12cm = 12cm) Direita (mesma orientação do objeto) Enantiomorfa (lado contrário) Natureza contrária do objeto

Associação de espelhos N=número de imagens por cada objeto. = ângulo entre espelhos Translação Quando o espelho se desloca de um valor d do objeto fixo, sua imagem se desloca 2d deste mesmo objeto fixo. Rotação Quando o espelho gira de um ângulo  num sentido, a imagem refletida gira no mesmo sentido um valor de 2.

Características dos espelhos planos: Imagem do mesmo tamanho do objeto, simétrica, direita e reversa.