PTICA GEOMTRICA a parte da Fsica que estuda

ÓPTICA GEOMÉTRICA É a parte da Física que estuda os fenômenos relacionados com a luz e sua interação com meios materiais quando as dimensões destes meios é muito maior que o comprimento de onda da luz.

APLICAÇÕES DA ÓPTICA NO COTIDIANO n n n n as mais conhecidas, as lentes. Lupas, óculos e lentes de contato. Além de telescópios, microscópios, câmaras fotográficas, que também utilizam lentes. espelhos (planos, convexos, como os retrovisores externos dos automóveis, periscópios, espelho parabólico, como nos faróis de automóveis e o refletor parabólico utilizado nas antenas de micro-ondas. ) prismas fibras ópticas (cabos de fibras ópticas são usados em telefonia e podem processar 40. 000 chamadas de uma vez. ) raio laser (usado em CDs e DVDs. ) leitura óptica sensor de filmes óptico, usado pelo Censo para scanear formulários que foram colocados em microfilme. Aparelhos de leitura óptica que servem para ler impressões digitais.

LUZ n Forma de energia radiante que se propaga por meio de ondas eletromagnéticas. A velocidade da luz no vácuo é de cerca de 300. 000 km/s.

FONTES DE LUZ n As fontes de luz ou luminosas podem ser de 2 tipos: n Primárias São aquelas que produzem a própria luz que emitem.

n Secundárias São aquelas que emitem a luz refletida de outras fontes.

RAIOS DE LUZ n São segmentos de reta orientados que representam o sentido de propagação da luz e auxiliam na construção de imagens em diversos sistemas ópticos.

FEIXE DE LUZ n É um conjunto de raios de luz. Pode ser de 3 tipos: n Convergentes

n Divergentes

n Paralelos

INTERAÇÃO DA LUZ COM MEIOS MATERIAIS n Podemos classificar os meios materiais de acordo com a forma com que a luz se propaga (ou não) nos mesmos.

n Meios Transparentes Permitem que a luz se propague neles também que as imagens ou objetos possam ser vistos nitidamente.

n Meios Translúcidos Permitem que a luz se propague neles mas as imagens não podem ser vistos com nitidez.

n Meios Opacos Não permitem a propagação da luz.

FENÔMENOS ÓPTICOS n Quando um feixe de luz atinge uma superfície de separação entre 2 meios pode ocorrer uma série de fenômenos. Na óptica geométrica os 3 principais são:

n n Reflexão É o fenômeno no qual o feixe de luz atinge a superfície de separação entre 2 meios e retorna ao meio onde já se encontrava propagando. Pode ser de 2 tipos: Regular: Normalmente ocorre em superfícies lisas e polidas.

n n Difusa: Ocorre em superfícies rugosas OBS: A quase totalidade dos objetos que enxergamos em nosso dia-a-dia refletem a luz de forma difusa.

n Refração É o fenômeno no qual um feixe de luz se propagando em um meio atinge uma superfície de separação e passa a se propagar em outro meio. Também pode se dar de forma regular ou difusa.

n Absorção Neste fenômeno parte da energia do feixe de luz é absorvida pela superfície de separação entre 2 meios.

A DISPERSÃO DA LUZ n Um feixe de luz pode ser monocromático (quando possui apenas uma cor associada a ele – ou um comprimento de onda específico para aquela cor) ou policromático (quando possui várias cores – ou comprimentos de onda – em sua composição).

n A luz do sol, por exemplo, é policromática e possui uma infinidade de cores em sua composição, as quais podem ser divididas em 7 cores principais.

n As cores de todos os objetos que podemos visualizar são o resultado da reflexão de uma parte da luz policromática que neles incide.

PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA n Princípio da Propagação Retilínea da Luz. n Nos meios homogêneos, isotrópicos e transparentes, a luz se propaga em linha reta.

n Princípio da Reversibilidade dos Raios Luminosos. n A forma da trajetória de um raio de luz não depende do sentido de sua propagação.

n Princípio da Independência dos Raios Luminosos. n Quando 2 ou mais feixes luminosos se interceptam em sua trajetória eles não modificam suas características após a interferência.

CONSEQUÊNCIAS DOS PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA n Sombra e Penumbra. n Fontes puntiformes ou pontuais podem produzir apenas sombra.

n Fontes extensas produzem sombra e penumbra.

n Eclipses

n Eclipses

FASES DA LUA I

As quatro fases principais do ciclo são: Lua Quarto-Minguante a Lua está a oeste do Sol, que ilumina seu lado voltado para o leste a Lua nasce meia-noite e se põe meio-dia Lua Nova: Lua e Sol, vistos da Terra, estão na mesma direção A Lua nasce 6 h e se põe 18 h. A Lua Nova acontece quando a face visível da Lua não recebe luz do Sol, pois os dois astros estão na mesma direção. Nessa fase, a Lua está no céu durante o dia, nascendo e se pondo aproximadamente junto com o Sol. Lua Quarto-Crescente: Lua e Sol, vistos da Terra, estão separados de 90°. a Lua está a leste do Sol e, portanto, sua parte iluminada tem a convexidade para o oeste. a Lua nasce meio-dia e se põe meia-noite Lua Cheia Lua e Sol, vistos da Terra, estão em direções opostas, separados de 180°, ou 12 h. a Lua nasce 18 h e se põe 6 h do dia seguinte.

n Formação de Imagens no Interior de Câmaras Escuras.

Relação Geométrica

TEORIA DE FORMAÇÃO DE IMAGENS n Classificações de pontos objeto e pontos imagem.

ESPELHOS PLANOS n Nos espelhos planos as imagens se formam por reflexão regular. Vamos estudar agora como as imagens se formam e algumas de suas propriedades.

Vamos adotar a seguinte nomenclatura: I Raio incidente no espelho; N Reta normal à superfície do espelho no ponto onde o raio de luz o atinge; R Raio refletido associado ao raio incidente. n

n As Leis da Reflexão Regular: n 1 a – O raio incidente, a normal e o raio refletido são co -planares.

n 2 a – O ângulo formado entre o raio incidente e a normal (i) é igual ao ângulo formado entre o raio refletido e a normal (r).

CONSTRUÇÃO DAS IMAGENS n Para que um observador consiga ver a imagem refletida pelo espelho é preciso que raios provenientes do objeto sejam refletidos pelo espelho e alcancem seu olho. Isto pode acontecer para diferentes posições do observador.

n A imagem pode ser localizada, conforme vimos, aplicando as leis da reflexão. Precisamos de apenas 2 raios luminosos para obtê-la.

CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO Podemos determinar o campo visual de um espelho plano (a região do espaço que pode ser vista por reflexão) usando um procedimento simples.

• Exercício

• TRANSLAÇÃO DE UM ESPELHO PLANO Quando um espelho plano se desloca uma distância d do observador sua imagem desloca-se uma distância D = 2 d. Vejamos.

• ROTAÇÃO DE UM ESPELHO PLANO Quando um espelho plano gira de um ângulo α , qualquer raio incidindo sobre o mesmo sofre uma rotação de um ângulo β = 2 α.

• ASSOCIAÇÃO DE ESPELHOS PLANOS Quando dois espelhos planos são associados formando um ângulo α entre eles haverá a formação de n imagens, onde n obedece à seguinte relação:

• Exemplo