Introdução à Óptica Geométrica Aula 01 Introdução à Óptica Geométrica Professor Caçu

Introdução à Óptica Geométrica 1. Conceitos básicos: LUZ é Energia radiante que se propaga por meio de ondas eletromagnéticas. LUZ é o agente físico que, atuando nos órgãos visuais, produz a sensação da visão. c 3 . 108 m/s a. Raio de Luz:

b. Feixe ou pincel de luz: Cônico Divergente: Cônico Convergente: Cilíndrico ou paralelo:

Ex.: Lâmpada Fluorescente. Ex.: Interruptores de Luz. c. Fontes de Luz: c.1. Natureza: Incandescente: Ex.: Chama da Vela. Primária: (Corpo Luminoso) Ex.: Sol. Fluorescente: Ex.: Lâmpada Fluorescente. Luminescente: Ex.: Lâmpada de neon. Fosforescente: Ex.: Interruptores de Luz. Secundária: (Corpo Iluminado) Ex.: Lua.

Puntiforme: Extensa: Monocromática: Policromática: c.2. Dimensão Relativa: Puntiforme: Ex.: o Sol em relação à Via-Láctea. Extensa: Ex.: o Sol em relação ao Sistema Solar. c.3. Cor: As cores componentes da LUZ BRANCA: Vermelho Alaranjado Amarelo Verde Azul Anil Violeta Monocromática: Ex.: luz vermelha. Policromática: Ex.: luz branca.

Ex.: superfície metálica. 2. Meios de propagação da luz: Transparente: Ex.: vidro liso. Translúcido: Ex.: tijolo de vidro. Opaco: Ex.: superfície metálica. Atenção! Elementos como a água e o plástico, dependendo da espessura, podem ser transparentes, translúcidos ou opacos.

Visualização dos Objetos. 3. Fenômenos da Óptica Geométrica: a. Reflexão: Regular ou Especular: Formação de Imagens. Difusa: Visualização dos Objetos.

b. Refração: Regular: Difusa:

c. Absorção:

Observação: 4. Cor dos objetos: 4.1 Iluminado por Luz Policromática: a) Corpo azul  absorve as outras cores de luz e reflete difusamente a luz azul. b) Corpo branco  reflete difusamente todas as cores de luz. c) Corpo preto  Absorve todas as cores de luz. Observação: Quando um objeto não emite luz aos nossos olhos temos a sensação de “cor preta”.

4.2 Iluminado por Luz Monocromática: Corpo da Cor da Luz  Aparecerá na cor da luz Ex.: Corpo Amarelo na presença de luz amarela, permanecerá amarelo. Corpo Branco  Aparecerá na cor da luz Ex.: Corpo Branco na presença de luz amarela, ficará amarelo. c) Corpo Preto  Na presença de qualquer luz permanece preto.

Cores primárias: as cores primárias são o azul, verde e vermelho, com a super-posição destas cores podemos formar todas as outras cores.

FILTRO DE LUZ: como o próprio nome diz “filtra uma cor de luz”.

5. Princípios da Óptica Geométrica: Princípio da propagação retilínea da luz: Em um meio material homogêneo e transparente, a luz se propaga em linha reta. Princípio da independência da luz: Quando dois ou mais pincéis de luz encontram-se em uma determinada região, nenhuma de suas características sofre modificações. Ou seja, as direções, os sentidos de propagação e as cores permanecem inalteradas. Princípio da reversibilidade da luz: Num meio transparente e homogêneo a trajetória descrita por um raio de luz não dependente do sentido de propagação.

Exemplo 01: (FGV SP/2006) O professor pede aos grupos de estudo que apresentem à classe suas principais conclusões sobre os fundamentos para o desenvolvimento do estudo da Óptica Geométrica. GRUPO I Os feixes de luz podem apresentar-se em raios paralelos, convergentes ou divergentes. GRUPO II Os fenômenos de reflexão, refração e absorção ocorrem isoladamente e nunca simultaneamente. GRUPO III Enquanto num corpo pintado de preto fosco predomina a absorção, em um corpo pintado de branco predomina a difusão. GRUPO IV Os raios luminosos se propagam em linha reta nos meios homogêneos e transparentes. São corretas as conclusões dos grupos: a)I e III, apenas. b)II e IV, apenas. c)I, III e IV, apenas. d)II, III e IV, apenas. e)I, II, III e IV.

Exemplo 02: (EFOA MG) Três feixes de luz, de mesma intensidade, podem ser vistos atravessando uma sala, como mostra a figura abaixo: O feixe 1 é vermelho, o 2 é verde e o 3 é azul. Os três feixes se cruzam na posição A e atingem o anteparo nas regiões B, C e D. As cores que podem ser vistas nas regiões A, B, C e D, respectivamente, são: a)branco, branco, branco, branco. b)branco, vermelho, verde, azul. c)amarelo, azul, verde, vermelho. d)branco, azul, verde, vermelho. e)amarelo, vermelho, verde, azul.

6. Câmara escura de orifício:

Exemplo 03: a) H H (Unesp SP/2006) O tamanho da imagem de um prédio, projetada na parte posterior de uma câmara escura, é 60,0 cm. Após afastar a câmara mais 50 m do prédio, observa-se que o tamanho da imagem foi reduzido para 20,0 cm. a) Qual a distância inicial entre o prédio e a câmara? b) Usando a mesma câmara, qual seria o tamanho da imagem se a distância entre a câmara e o prédio dobrasse em relação à distância inicial, na qual o tamanho da imagem era de 60,0 cm? a) H 0,6m X d H 0,2m X + 50 d

b)

7. Sombra e Penumbra: Sombra: Penumbra: Fonte Puntiforme Sombra Anteparo Fonte Puntiforme Obstáculo Sombra Penumbra: Fonte extensa Sombra Penumbra

Exemplo 04: (FGV SP/2008) Com a finalidade de produzir iluminação indireta, uma luminária de parede possui, diante da lâmpada, uma capa opaca em forma de meio cano. No teto, a partir da parede onde está montada a luminária, sabendo que esta é a única fonte luminosa do ambiente e que a parede sobre a qual está afixada essa luminária foi pintada com uma tinta pouco refletora, o padrão de iluminação projetado sobre esse teto é semelhante ao desenhado em: a) b) c) d)

II II III III I I – SOMBRA; II – PENUMBRA; III – LUZ.

Observação: O eclipse Solar só ocorre em a. Eclipse Solar: Eclipse Total Sol Sombra Terra Lua Penumbra Eclipse Parcial Observação: O eclipse Solar só ocorre em fase de Lua Nova.

Observação: O eclipse Lunar só ocorre em b. Eclipse Lunar: Sol Eclipse Parcial Terra Eclipse Total Eclipse Parcial Lua Observação: O eclipse Lunar só ocorre em fase de Lua Cheia.

9. Fases da Lua:

Quarto – Crescente: Quarto – Minguante:

PONTO OBJETO (PO): PONTO IMAGEM (PI):

Associação de sistemas ópticos: