FÍSICA.

Apresentação em tema: "FÍSICA."— Transcrição da apresentação:

1 FÍSICA

2 Compreendendo a FÍSICA
Alberto Gaspar – 2º ano ensino médio

3 UNIDADE 2 – ÓPTICA Capítulo 4 – Ondas Luminosas Luz e radiação eletromagnética A luz, como o som, é um conceito humano - é o nome que damos à forma como nosso cérebro interpreta os sinais que ele recebe da retina quando nela incidem radiações eletromagnéticas de determinada faixa de frequência.  Fontes de luz Podemos dizer que, ao menos em relação ao mundo cotidiano, a maior parte da luz que vemos chega a nós por reflexão. Esta é a causa mais comum da emissão ou reemissão de luz. A maioria dos corpos que vemos é iluminada, pois reflete a luz que recebe.

4 Capítulo 4 – Ondas Luminosas
Princípios da Óptica geométrica 1° princípio da propagação retilínea: em meios homogêneos a luz se propaga em linha reta.  2° princípio da reversibilidade: as trajetórias dos raios não depende do sentido da propagação. 3° princípio da independência dos raios de luz: cada raio de luz se propaga independente dos demais. Aplicações dos princípios da propagação retilínea Dos três princípios da Óptica geométrica, o princípio da propagação retilínea é o que tem aplicação mais relevante. A primeira dela é a noção de ângulo visual.

5 Capítulo 4 – Ondas Luminosas
Sombra, penumbra, eclipse e fases da lua Como se pode perceber, só as fontes de luz geram sombra. As fontes externas, como o Sol, geram sombra e penumbra, fenômeno que permite a melhor compreensão das fases da lua e dos eclipses. No esquema veem-se oito posições da Lua em sua órbita em torno da Terra durante um período de translação da Lua (aproximadamente 29 dias). Representação de sombra gerada por uma fonte pontual (a) e de sombra e penumbra geradas por uma fonte extensa (b). Formato Comunicação/Arquivo da editora Representação esquemática das fases da Lua. A região iluminada vista da Terra é a intersecção da região tracejada em verde com a região preta. Em (1), o observador na Terra não vê a Lua: é a fase da lua nova. Daí em diante, a área iluminada vista da Terra cresce: seguem-se as fases crescente (2), quarto crescente (3), gibosa ou crescente (4), até a Lua parecer totalmente iluminada, na lua cheia (5). Depois da lua cheia, a área iluminada começa a decrescer ou minguar: seguem-se as fases gibosa ou minguante (6), quarto minguante (7) e minguante (8), até a Lua desaparecer totalmente na lua nova e recomeçar o ciclo. Banco de imagens/Arquivo da editora

6 Capítulo 4 – Ondas Luminosas
Reflexão da luz Provavelmente a característica mais importante da reflexão da luz é tornar iluminado qualquer corpo transformando-o em fonte de luz. Leis da reflexão: O raio incidente i, a normal à superfície refletora N e o raio refletido r estão no mesmo plano. O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.

7 Capítulo 4 – Ondas Luminosas
Espelhos planos Real e virtual  Imagem de um ponto Pode-se obter a imagem de um ponto P, conjugada por um espelho plano, traçando dois ou mais raios de luz que saem de P e incidem do espelho, e dos correspondentes raios refletidos, de acordo com as leis de reflexão - o ponto de convergência dos raios refletidos determina a posição da imagem P´do ponto P. Zoonar GmbH/Alamy/Latinstock A imagem projetada em uma tela é real. MJTH/Shutterstock A imagem refletida em um espelho é virtual.

8 Capítulo 4 – Ondas Luminosas
Reflexão da luz  Imagem de uma figura A imagem conjugada por um espelho plano pode ser obtida por simetria pela imagem de cada um de seus pontos. Imagem e movimento Quando um espelho plano se movimenta, as imagens dos objetos com ele conjugadas também se movimentam.  Associação de espelhos Os espelhos podem ser associados, isto é, colocados lado a lado em ângulo ou dispostos paralelamente entre si.

9 Capítulo 5 – Espelhos Esféricos
O espelho curvo mais comum e que permite um tratamento analítico e geométrico acessível ao nosso nível de estudo é o espelho esférico. Imagem e ponto objeto conjugados por um espelho esférico: Condições de estigmatismo para espelhos esféricos Ilustrações técnicas: Formato Comunicação/Arquivo da editora Representação geométrica dos raios de luz refletidos em um espelho côncavo. Em (a): ponto imagem P’ do ponto objeto P em relação ao observador na posição O₁ quando conjugados pelo espelho côncavo E₁. Em (b): ponto imagem P’ do ponto objeto P em relação ao observador na posição O₂ quando conjugados pelo espelho convexo E₂.

10 Capítulo 5 – Espelhos Esféricos
Focos de espelhos esféricos e refletivos curvos Se um feixe de luz paralelos incide num espelho esférico, dentro das condições de Gauss, o feixe de raios refletidos converge para um ponto. Se este feixe for paralelo ao eixo principal, tal ponto se localiza nesse eixo e é chamado de foco principal ou simplesmente foco F, localizado a distância f do espelho, denominada distância focal. Construção gráfica de imagens de espelhos esféricos A Óptica geométrica, por sua natureza, permite estudar graficamente as relações entre objetos e imagens conjugados por espelhos esféricos

11 Capítulo 5 – Espelhos Esféricos
Equação de conjugação de espelhos esféricos Costuma-se chamar de equação de conjugação a relação entre a posição ou abscissa do objeto (p), posição ou abscissa da imagem (p´) e a distância focal  do espelho (f), que é a abscissa do foco (F) do espelho. Relação entre a altura do objeto e da imagem Os espelhos esféricos podem conjugar o objeto com imagens de dimensões diferentes das do objeto e quase sempre são usados em virtude dessa propriedade. Adotando para o eixo y o sentido positivo habitual (para cima), sendo y a altura do objeto de abscissa p e y’ a altura da imagem de abscissa p’. 

12 Capítulo 6 – Refração da Luz
As Leis da Refração As leis de refração da luz, como os da reflexão, são as mesmas do movimento ondulatório. Como na reflexão, acrescenta-se a primeira lei, que garante que o raio refratado está no mesmo plano definido pela normal e pelo raio incidente. Ilustrações técnicas: Banco de imagens/ Arquivo da editora Refração. No meio 1, as ondas na água têm velocidade V₁ e comprimento de onda λ₁; no meio 2, as ondas na água têm velocidade V₂ e comprimento de onda λ₂. Como V₁ > V₂ e λ₁> λ₂, a travessia oblíqua de uma região para outra implica mudança de direção nas ondas de água, do ângulo de incidência θ₁ para o ângulo de refração θ₂.

13 Capítulo 5 – Espelhos Esféricos
Índice de refração A velocidade de qualquer radiação eletromagnético tem seu valor máximo no vácuo, quando é representada pelo símbolo c. assim o índice de refração do meio 2 em relação ao meio 1 também tem seu valor máximo quando o meio 1 é o vácuo; por isso o índice de refração de qualquer meio, em relação ao vácuo, costuma ser chamado de índice de refração absoluto ou simplesmente índice de refração desse meio.

14 Capítulo 6 – Refração da Luz
O índice de refração e o ângulo de refração Quando um raio atravessa obliquamente a superfície entre dois meios, o ângulo de incidência (ou refração) é menor no lado do meio mais refringente, em que n é maior, e, por consequência, o ângulo de refração (ou incidência) é maior no outro lado, do meio menos refringente, em que n é menor.   Fonte de pesquisa: Disponível em < refractive-index-d_1264.html>. Acesso em: 18 nov

15 Capítulo 6 – Refração da Luz
Reflexão total A refração nunca acontece isoladamente -  quando um pulso em uma corda passa para outra de densidade diferente, parte dele se reflete e parte se transmite ou refrata. Com a luz acontece o mesmo, entretanto há situações em que só um desses fenômenos ocorre. Banco de imagens/Arquivo da editora L é o ângulo-limite de incidência de reflexão total. O raio rasante, na cor laranja, é tracejado porque não é possível obtê-lo na prática.

16 Capítulo 6 – Refração da Luz
Dioptro plano Dióptrica é a parte da Óptica que estuda a refração da luz. Por essa razão, costuma-se chamar de dioptro a superfície de separação entre dois meios. Ilustrações técnicas: Formato Comunicação/Arquivo da editora Representação de um dioptro plano.

17 Capítulo 7 – Lâminas, Prisma e Fibras Ópticas
Corpos transparentes Há inúmeros dispositivos ópticos constituído de corpos transparentes limitados por duas superfícies, planas ou curvas. Fotos: Cláudio Pedroso/Arquivo da editora Corpos transparentes de faces planas não mudam a aparência dos objetos. Se uma das faces for curva, a aparência do objeto observado se altera.

18 Capítulo 7 – Lâminas, Prisma e Fibras Ópticas
Lâminas de faces paralelas Dois dioptros planos paralelos delimitando o mesmo material constituem uma lâmina de faces paralelas. Banco de imagens/Arquivo da editora Representação esquemática de raio de luz atravessando uma lâmina de faces paralelas. Neste caso particular, os ângulos de incidência e emergência são iguais (θi 5 θe ), assim como os ângulos internos (θr = θ’r ).

19 Capítulo 7 – Lâminas, Prisma e Fibras Ópticas
Prismas Quando as faces plana de um corpo transparente não são paralelas, a trajetória dos raios de luz não é deslocada, mas sim desviada. Prisma equilátero (a); prisma pentagonal (b); prisma de Amici (c); pentaprisma (d).

20 Capítulo 7 – Lâminas, Prisma e Fibras Ópticas
Prismas de reflexão Uma das principais aplicações tecnológicas dos prismas é a reflexão interna total. Um raio de luz pode sofrer dentro do prisma um desvio grande o bastante para superar o ângulo-limite de refração de uma de suas faces. Ilustrações técnicas: Banco de imagens/Arquivo da editora Dentro do prisma, o raio de luz incide na superfície de separação vidro/ar com ângulo superior ao ângulo-limite, por isso sofre reflexão total nessa face.

21 Capítulo 7 – Lâminas, Prisma e Fibras Ópticas
Prismas de dispersão O efeito mais conhecido dos prismas, provavelmente em razão de sua beleza e seu grande impacto histórico e científico, é o da dispersão da luz branca, que é o fenômeno de separação da luz em suas cores componentes. Fibras ópticas Um dos dispositivos ópticos mais importantes da atualidade são as fibras ópticas. Elas são, em sua maioria, feitas de extraordinária pureza e transparência.