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Unidade 5 / CAPÍTULO 24 Introdução ao estudo da Óptica e Natureza da Luz Professor: ISRAEL AVEIRO
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CONCEITOS E DEFINIÇÕES DA ÓPTICA
A Ótica (ou óptica) é a divisão da física que estuda a visão e a sua origem: a luz e os seus fenômenos. A luz é uma radiação ou uma onda eletromagnética, e como tal se propaga com uma velocidade c = km/s ou c = 3x108 m/s. A luz se pode se originar de dois tipo de Fontes: Fontes primárias de luz (ou corpos luminosos): são aqueles corpos capazes de emitir luz própria, tais como o Sol, as estrelas, uma lâmpada acesa, a chama de uma vela, etc. Fontes Secundárias de luz (ou corpos iluminados): são aquelas que refletem parte da luz que recebem de uma fonte primária, como por exemplo a Lua, a Terra e os demais planetas, espelho, as pessoas, uma lâmpada apagada, etc. A representação gráfica da luz é feita através de uma seta representativa de um Raio de Luz. O conjunto de vários raios de luz recebe o nome de Feixe de Luz.
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Óptica Geométrica Quanto à sua composição, os feixes de luz podem ser:
- Feixe paralelos ou cilíndrico: é aquele cujos raios são paralelos. Feixe convergente: é aquele cujos raios convergem para um ponto comum (denominado vértice). Feixe divergente: é aquele cujos raios divergem de um ponto comum (vértice). Quanto à sua composição, os feixes de luz podem ser: Policromático: é um feixe de luz constituído de várias cores. Exemplo: luz branca, constituída de sete cores (Vermelho, Alaranjado, Amarelo, Verde, Azul, Anil, Violeta). Monocromático: é um feixe de luz constituído de apenas uma cor. Exemplo: luz verde, vermelha, roxa. Existem meios em que a luz se propaga, e outros em que isto não ocorre. Transparente: permite a propagação completa da luz e a visualização nítida dos objetos. Exemplo: ar, vidro das lentes dos óculos. Translúcido: permite a propagação apenas parcial da luz, e não permite a visualização nítida dos objetos. Exemplo: vidro fosco, neblina. Opaco: não permite a propagação da luz e nem a visualização dos objetos. Exemplo: parede de tijolos, madeira, placa de ferro. Um meio é dito Homogêneo quando apresenta as mesmas características físicas em todos os pontos.
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PRINCÍPIOS DA PROPAGAÇÃO DA LUZ
1º) Princípio da propagação retilínea da luz: Nos meios homogêneos e transparentes a luz se propaga em linha reta. Em consequência da propagação retilínea da luz, pode-se medir a altura de um corpo sem efetuá-la diretamente. Observe a figura abaixo: feixe de raios solares Sombra 2 Sombra 1 H s S h
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2º) Princípio da independência dos raios de luz: Os raios de luz são independentes uns em relação aos outros, isto é, quando dois raios se cruzam, um não muda a direção de propagação do outro. 3º) Princípio da reversibilidade: Todo caminho que a luz faz num sentido, ela também faz no sentido contrário. A B Se uma pessoa situada em A, visualiza uma pessoa em B através de um espelho, a pessoa B também pode visualizar a pessoa A pelo espelho.
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sombra Agora você tem três regiões. Uma iluminada somente por uma
penumbra penumbra sombra 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.
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Eclipse do Sol Eclipse da Lua
O eclipse total do Sol ocorre para regiões da Terra que se encontram no cone de sombra projetada da Lua. Já o eclipse parcial do Sol ocorre para regiões que se encontram no cone de penumbra projetada da Lua. Veja o esquema abaixo, que foi construído fora de escala. Eclipse da Lua O eclipse da Lua ocorre quando a Terra se coloca entre o Sol e a Lua, projetando sua sombra sobre a Lua. Veja o esquema abaixo. que foi construído fora de escala.
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CÂMARA ESCURA. A câmara escura de orifício é constituída de uma caixa de paredes opacas com um pequeno orifício, sendo a parede oposta ao orifício de papel vegetal. A figura mostra um esquema da câmara escura. portanto sendo seus lados proporcionais, obtemos:
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Unidade 5 – Capítulo 24 / Exercícios de Óptica e Câmera escura.
01. Um objeto de altura 40 cm é colocado a 20 cm de uma câmara escura de orifício, de profundidade 15 cm. Determine, em cm, a altura da imagem projetada. 02. Uma pessoa de 1,9 m de altura está em pé ao lado de um prédio. A sombra do prédio projetada pela luz solar é de 90 m enquanto a da pessoa é de 9 m. Qual a altura do prédio? 03. Um objeto de 20 cm de tamanho é colocado a uma distância de 4 m de uma câmara com uma orifício cuja dimensão entre a entrada e o anteparo é de 50 cm. Qual o tamanho do objeto projetado no anteparo? Ele estará invertido? 04. Uma câmara escura tem profundidade de 50 cm. Ela é dirigida para uma árvore a uma distância de 10 m. Uma projeção de 5 cm de altura forma-se no fundo da caixa como mostra a figura. Qual a altura da árvore?
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Resolução de Exercícios
Página – 338 / Ex: A1; A2; A3; A4; A5 Página – 339 / Ex: V2; V3; R2 Página – 342 / Ex: A6; A7; A8; A9; V6; V7; V9
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