Óptica

O que é a luz? Conjunto de comprimentos de onda a que o olho humano é sensível. Faixa de radiação eletromagnética que se situa entre as radiações infravermelhas e ultravioletas. Três grandezas físicas básicas da luz: cor (frequência), brilho (amplitude) e polarização (ângulo de vibração). Simultaneamente, a luz apresenta propriedades de ondas e partículas (dualidade onda-partícula).

Teorias sobre a Luz Primeiras idéias dos gregos (século I aC, Lucrécio): a luz solar e o seu calor eram compostos de pequenas partículas. Teoria corpuscular da luz (século XVII, Isaac Newton): luz como partícula que se desloca com uma velocidade maior na água do que no ar. Teoria ondulatória da luz (século XVII, Huygens): fenômeno ondulatório. Através das experiências de Young e Fresnel conseguiu-se medir o comprimento de onda da luz e provar sua propagação retilínea em meios homogêneos. Foucault, século XIX, descobriu que a luz se deslocava mais rápido no ar do que na água.

Dualidade onda partícula * Caráter ondulatório (até o final do´século XIX): Onda eletromagnética que se propaga no vácuo com velocidade de 3 x 108 m/s. V = λ . F * Caráter corpuscular (Einstein e Planck): Pequeno pacote de energia chamado de fóton. E = h . F Obs.: Em 1911 Compton demonstrou que “a colisão de um fóton com um elétron tem comportamento de corpos materiais.

Fontes de Luz da radiação visível Dependem essencialmente do movimento de elétrons. Os elétrons podem ser levados de um estado de energia mais baixa outro de energia mais alta através do aquecimento ou passagem de corrente elétrica. Ao retornarem a seus níveis mais baixos, os átomos emitem radiação que pode estar na região visível do espectro. A fonte mais comum da radiação visível é o Sol.

Observações Todos os objetos emitem radiação magnética, denominada radiação térmica, devido à sua temperatura. Quando a radiação térmica é visível, os objetos são denominados incandescentes. Um exemplo para esta situação é o Sol. Para que observemos a incandescência, são necessárias temperaturas que excedam a 1.000°C. Quando a luz é emitida de objetos frios, o fenômeno é chamado de luminescência. Os exemplos são as lâmpadas fluorescentes, relâmpagos, e receptores de televisão. Caso a energia que excita os átomos seja originada de uma reação química, chamamos ao fenômeno de quimiluminescência. Mas, o que ocorre em seres vivos, como vagalumes e organismos marinhos, é chamado de bioluminescência.

FONTES DE LUZ Primária Secundária Incandescente Luminescente Quente Fluorescente c / agente Luminescente Corpo luminoso Fria Fosforescente s / agente Secundária Corpo iluminado OBS: A maioria das fontes são secundárias

Composição da Luz Branca A luz branca ou também chamada de policromática é composta pelas cores : Vermelho,Laranja, Amarelo,Verde, Azul, Anil e Violeta

Meios de Propagação da Luz Os meios podem ser : Transparente Translúcido Opaco

Transparente sem distorcer a imagem do objeto como mostra a Permite a propagação da luz sem distorcer a imagem do objeto como mostra a figura abaixo .

Translúcido mas distorcendo a imagem do objeto como mostra Permite a propagação da luz mas distorcendo a imagem do objeto como mostra a figura abaixo.

Opaco Não permite a propagação da luz através dele refletindo e absorvendo a luz incidente.

Outras vezes nossos cérebros preenchem os pedaços que faltam. Ilusão de óptica ! Não é o que lhe parece O que você vê nem sempre é o que você pensa que é. Aprendemos a perceber ou entender o que estamos olhando. E ficamos acostumados a como as coisas devem ser. Algumas vezes, porém, nosso cérebro capta pistas falsas. Outras vezes nossos cérebros preenchem os pedaços que faltam. Nossos cérebros provocam ilusões de óptica em ambos os modos. A ilusão de óptica que você mais vê é a televisão. As imagens da TV não estão em movimento. A televisão é, na verdade, um conjunto de imagens estáticas que aparentam movimento quando mostradas muito rapidamente.

LARANJA ROSA CINZA VERDE BRANCO AZUL MARROM PRETO VERMELHO AZUL PRETO ROSA AMARELO CINZA LARANJA PRETO VERDE MARROM BRANCO

O nosso cérebro              De aorcdo com uma pqsieusa de uma uinrvesriddae ignlsea, não ipomtra em qaul odrem as lrteas de uma plravaa etãso, a úncia csioa iprotmatne é que a piremria e útmlia lrteas etejasm no lgaur crteo. O rseto pdoe ser uma bçguana ttaol, que vcoê anida pdoe ler sem pobrlmea. Itso é poqrue nós não lmeos cdaa lrtea isladoa, mas a plravaa cmoo um tdoo. Sohw de bloa.

Princípios da Óptica Geométrica Propagação retilínea da luz (sombra, penumbra = eclipse total/parcial). Independência dos raios de luz. Reversibilidade dos raios de luz.

ECLIPSE Solar Lunar retilínea da luz e podem ser : Os eclipses ocorrem devido ao princípio da propagação retilínea da luz e podem ser : Solar Lunar

Eclipse Solar Lunar retilínea da luz e podem ser : Os eclipses ocorrem devido ao princípio da propagação retilínea da luz e podem ser : Solar Lunar

ECLIPSE SOLAR Fase da lua : LUA NOVA A lua se encontra disposta entre o sol e a terra. Fase da lua : LUA NOVA

ECLIPSE LUNAR Fase da lua: LUA CHEIA A lua se encontra atrás do cone de sombra da terra. Fase da lua: LUA CHEIA

Fases de um eclipse lunar

Se durante um mês temos uma lua cheia e uma lua nova então por que não ocorre eclipse todo mês ? Porque o plano de translação da órbita da Terra não é o mesmo plano de translação da órbita da Lua, existe uma inclinação de aproximadamente 5,2° entre eles.

A CÂMARA ESCURA DE ORIFÍCIO Baseia-se também no princípio da propagação retilínea da luz.

Semelhança entre os triângulos de onde é válida a relação: = H

Sombras

MEDINDO A ALTURA DE UM PRÉDIO

Em um dia ensolarado, a distância entre o pé de uma árvore, plantada em terreno plano, e a sombra de seu ponto mais alto era de 4,8 m Neste mesmo momento a sombra de uma vareta fixada verticalmente no solo, perto da árvore, mede 60 cm de comprimento. Determine a altura da árvore, sabendo-se que o comprimento da vareta é de 1,0 m.

Entre uma fonte pontual de luz e um anteparo, coloca-se uma placa quadrada de lado 10 cm, paralela ao anteparo. A fonte e o centro da placa estão na mesma reta perpendicular ao anteparo, conforme ilustrado na figura a seguir. A placa está a 1,0 m da fonte e a 2,0 m do anteparo. A área da sombra projetada sobre o anteparo é

Reflexão da luz

TIPOS DE REFLEXÃO Regular Difusa

2ª LEI: Para qualquer tipo de reflexão: LEIS DA REFLEXÃO RI RR normal i r 1ª LEI : O RAIO INCIDENTE, RAIO REFLETIDO E NORMAL SÃO COPLANARES. 2ª LEI: Para qualquer tipo de reflexão: i = r

Formação de Imagens em espelhos planos Para formar imagem de um ponto objeto por reflexão, é necessário o cruzando de dois (ou mais) raios refletidos do objeto

CARACTERÍSTICAS DA IMAGEM -VIRTUAL- -DIREITA - DOE = DEI - DIMENSÕES DA IMAGEM = OBJETO -REVERSA (DIREITO/ESQUERDO)

Tipos de espelhos esféricos CONVEXO CÔNCAVO

Elementos dos Espelhos Esféricos V Eixo principal C: centro de curvatura V: vértice F: foco CV=RAIO(R) FV=DISTÂNCIA FOCAL

Propriedades dos espelhos esféricos

-Todo raio luminoso que incide no espelho paralelamente ao eixo principal, reflete passando pelo foco, ou em sua direção. C F V C F V

Todo raio de luz que incide no espelho no vértice, reflete formando o mesmo ângulo com o eixo principal. C F V C F V

Todo raio de luz que incide na direção do centro de curvatura reflete sem sofrer desvio.

Formação de Imagens Côncavo

Objeto Antes de C C F V Imagem Real Invertida Menor Entre C e f

Objeto em C Imagem Real Invertida Menor Entre C e f C V F

Objeto entre C e f C F V Imagem Real Invertida Maior Atrás de C

Objeto sobre f Imagem Imprópria C F V

Objeto entre f eV C F V -Virtual -Direita -Maior -Atrás do espelho

Formação de Imagens Convexo

Objeto em qualquer posição Imagem Virtual Direita Menor C F V

LENTES ESFÉRICAS

Comportamento Óptico nmeio < nlente Bordos finos Convergente Bordos largos Divergente nmeio > nlente Bordos finos Divergente Bordos largos Convergente

Tipos de Lentes Lente Convergente Lente Divergente

Elementos das Lentes: Convergentes O A F F’ A’ A – ponto antiprincipal F - foco O – centro óptico

Elementos das Lentes: Divergentes O A’ F’ F A A – ponto antiprincipal F - foco O – centro óptico

Raios Notáveis: Convergentes O A F F’ A’

Raios Notáveis: Divergentes O A’ F’ F A

Construções Gráficas Imagem real, invertida e menor MÁQUINA FOTOGRÁFICA A F F’ A’

Construções Gráficas Imagem real, invertida e igual A’ A F F’

Construções Gráficas Imagem real, invertida e maior PROJETOR DE SLIDES

Objeto entre a centro óptico e o foco Imagem virtual, direita e maior Funcionando como LUPA A F F’ A’

Lente divergente (convexa) Imagem virtual direita menor A’ F’ F A