FSICA PTICA FO 01 FENMENOS PTICOS ESPELHOS PLANOS

FÍSICA ÓPTICA FO. 01 – FENÔMENOS ÓPTICOS/ ESPELHOS PLANOS – PARTE 1

INTRODUÇÃO Em nossa matéria estudaremos os fenômenos da física relacionados à três subdivisões. 1– Óptica: Parte da física que estuda o conjunto de fenômenos provenientes do agente físico luz. 2– Ondulatória: Parte da física que estuda as ondas e seus efeitos. 3– Termologia: Divisão da física que estuda os fenômenos relacionados ao calor.

INTRODUÇÃO O estudo da óptica pode ser dividido em dois ramos: Óptica geométrica: Estuda fenômenos quais não é necessário conhecer-se a natureza da luz (propagação retilínea). Óptica física: Estuda fenômenos quais é necessário conhecer-se a natureza da luz (natureza ondulatória).

INTRODUÇÃO Então, relacionando-se a Óptica pergunta-se: O QUE É LUZ? ? ?

INTRODUÇÃO Um pouco de história. . . Os primeiros relatos referente ao estudo da luz e da visão se passaram na antiguidade, pelos filósofos gregos, onde se acreditava que a luz eram partículas que os nossos olhos emitiam, e assim, iluminavam os objetos. Isaac Newton também estudou a luz, criando a teoria corpuscular da luz, que expressa a luz como sendo formada por um feixe de partículas. Em 1860, com a teoria eletromagnética de Maxweel, aceitou-se a teoria ondulatória da luz, que explica uma série de fenômenos. Assim, a luz tem natureza dupla, chamada de dualidade onda – partícula.

INTRODUÇÃO O que é luz? A luz é um agente físico capaz de sensibilizar nossos olhos, e também, propagar-se no vácuo e em certos meios materiais. Relacionados à luz faz-se necessário o entendimento de alguns conceitos importantes.

CONCEITOS Raio de Luz: É uma linha orientada que representa a direção e o sentido da propagação da luz.

CONCEITOS Pincel ou feixe de luz: É o conjunto de raios de luz que representa a região do espaço na qual a luz se propaga.

CONCEITOS Os feixes de Luz podem ser: Convergente: O feixe de luz segue em direção à um único ponto (Vértice). Divergente: O feixe de luz tem origem em um único ponto (Vértice). Paralelo (ou cilíndrico): Os raios de luz que compõem o feixe não se encontram (O vértice é impróprio).

FONTES DE LUZ Uma fonte de luz é todo o corpo capaz de emitir luz correspondente à uma forma de energia radiante. De acordo com a origem desta energia as fontes de luz podem ser classificadas em: Fontes de luz primária. Incandescentes; Luminescentes (Fluorescentes e Fosforescentes). Fontes de luz secundárias.

FONTES DE LUZ Fontes de luz primárias: São aquelas que emitem luz própria, e a energia radiante emitida é proveniente de outro tipo de energia. Como por exemplo o sol e os vagalumes.

FONTES DE LUZ As fontes de luz primárias podem ser classificadas em dois tipos: 1 - Fontes Incandescentes: Emitem luz em decorrência da transformação de sua energia térmica em energia luminosa. Geralmente alta temperaturas. T superfície = 6000 ºC T filamento = 2000 ºC

FONTES DE LUZ As fontes de luz primárias podem ser classificadas em dois tipos: 2 - Fontes Luminescentes: Aquelas que emitem luz própria a temperatura ambiente, ou seja, a temperaturas relativamente baixas. Estas fontes Luminescentes podem ser classificadas em: q Fluorescentes: Aquelas que emitem luz apenas enquanto durar a ação do agente excitador. q Fosforescentes: Aquelas que emitem luz mesmo no cessar do agente excitador, onde armazenam energia luminosa.

FONTES DE LUZ 2 - Fontes Luminescentes: Fluorescente (Lâmpada Fluorescente) Fosforescente (Ponteiro do Relógio)

FONTES DE LUZ As fontes de luz podem ser classificadas como: Fontes de luz secundárias: São aquelas que emitem luz recebida de outros corpos, ou seja, não produz luz e é iluminada pela luz da fonte primária. Por exemplo a lua, roupas e pessoas.

PROPAGAÇÃO DA LUZ A luz emitida pode se propagar através de diferentes meios, sendo eles: Meio transparente: Permite a propagação da luz através de si e é possível observar nitidamente a forma da fonte que a emitiu. A trajetória da luz é regular e bem definida.

PROPAGAÇÃO DA LUZ Meio translúcido: A forma da fonte que a emitiu não é vista com nitidez mas “borrada”, sendo que a trajetória da luz é irregular e indefinida.

PROPAGAÇÃO DA LUZ Meio opaco: Não permite a propagação da luz através de si, portanto não se pode ver a fonte que emitiu a luz.

PROPAGAÇÃO DA LUZ Meios Homogêneos: Meio onde todos os pontos apresentam as mesmas propriedades (como densidade e temperatura). Meios Isotrópicos: Meio em que a velocidade da luz é a mesma em todas as direções.

PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA Devido a observação e estudo dos raios de luz, conclui-se que a óptica geométrica é regida por três princípios. 1 - Principio da propagação retilínea: Nos meios transparentes, homogêneos e isotrópicos a luz se propaga em linha reta.

PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA 2 - Principio da independência dos raios de luz: Após o cruzamento dos raios luminosos estes não alteram suas trajetórias nem suas propriedades de antes do cruzamento.

PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA 3 - Principio da reversibilidade dos raios de luz (Principio do caminho inverso): A trajetória do raio de luz independe do seu sentido de propagação.

C MARA ESCURA DE ORIFÍCIO Uma câmara escura de orifício consiste em uma caixa com um furo nas extremidades, enquanto suas paredes são opacas e seu fundo de um material translúcido, a luz que entra projeta uma imagem invertida na face oposta ao furo. O funcionamento está relacionado ao principio de propagação retilínea da luz (imagem invertida)

C MARA ESCURA DE ORIFÍCIO O funcionamento de uma câmara escura é o seguinte: (o) H h (i) D (p) d (p`)

C MARA ESCURA DE ORIFÍCIO

Exercícios 1) A figura representa uma estreita faixa de luz proveniente do sol chegando a uma região da Terra.

Exercícios a) Como se denominam as linhas representadas e que traduzem a propagação da luz? b) Como é classificada essa faixa de luz solar? c) Como qual tipo de fonte de luz pode ser classificada o sol?

Exercícios a) Respostas (1) As linhas se denominam-se “raios de luz”, e o conjunto destes raios se chama feixe ou pincel de luz. b) Essa faixa pode ser classificada como pincel ou feixe de luz paralelo. c) O sol é uma fonte de luz primária e incandescente.

Exercícios 2) (UNITAU) – Um observador A, olhando num espelho, vê um outro observador B. Se B olhar no mesmo espelho, ele verá o observador A. Este fato é explicado pelo (a): a) Principio da propagação retilínea da luz. b) Principio da independência dos raios luminosos. c) Principio da reversibilidade dos raios luminosos. d) Refração da luz. e) Absorção da luz. Resposta: C

Exercícios 3) Um objeto linear de tamanho igual à 20 cm, está a 50 cm de distância de uma câmara escura de orifício de 10 cm de profundidade. Qual o tamanho da imagem projetada? R: 4, 0 cm

4) 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? a) 15 m b) 20 m c) 100 m d) 19 m e) 50 m Resposta: D