Óptica Geométrica

ÓPTICA
Disciplina: Física 2
Turma: 2º ano
Professor: Diones Charles
 Óptica vem do grego optiké, que significa “visão”;
 “Óptica” ou “ótica” é o ramo da Física que estuda os
fenômenos relacionado a luz;
 Explica os fenômenos da reflexão, refração, difração e a
interação entre a luz e o meio;
 O estudo da óptica se divide em duas partes:
 Óptica geométrica;
 Óptica física.
 Qual a diferença entre “Óptico” e “Ótico”?
VELOCIDADE DA LUZ NO
VÁCUO
C = 300.000 km/s = 3.108 m/s
ANO LUZ: É a distância que a
luz percorre durante 1 ano
viajando a 300.000 km/s
1 ANO-LUZ = 9,5 .1012 km
 Estuda a trajetória de propagação da luz sem a necessidade de
conhecer sua natureza, usando apenas conhecimentos de
geometria;
 No estudo da óptica geométrica, a luz em propagação é
representada
graficamente
denominadas raios de luz;
por
linhas
orientadas
 Um conjunto de raios de luz recebe o nome de feixe de luz;
 O feixe de luz pode ser: convergente, divergente ou
paralelo.
 Representação geométrica da trajetória da luz, indicando a
direção e o sentido de propagação;
 Convergente: os raios de luz se aproximam um dos outros ao
longo da trajetória. Exemplo: luz solar ao atravessar uma lupa;
 Divergente: os raios de luz se afastam um dos outros ao
longo da trajetória. Exemplo: Luz proveniente de uma
lanterna;
 Paralelo: os raios de luz mantêm uma distância constante
um dos outros, ou seja, são paralelos. Exemplo: um canhão de
luz.
Enxergamos um corpo porque ele envia luz para os nossos
olhos, e aí temos dois tipos de corpos: os corpos luminosos e
os corpos iluminados.

Corpo luminoso ou fonte
primária: Produzem a luz que
enviam: como o Sol.
Corpo
iluminado
ou
fonte
secundária: são corpos que não
produzem luz, ele enviam para os
nossos olhos a luz que recebem de um
corpo luminoso. Exemplo: a Lua.
A luz se propaga no vácuo e também em alguns tipos de meios
materiais:
 Transparente: quando permite a propagação (passagem) da
luz de modo que podemos ver claramente os objetos através
dele. Exemplo: vidro polido.
 Translúcido: a luz não passa por eles com tanta facilidade
como nos meios transparentes, sua trajetória não é regular.
Exemplos: papel manteiga, vidro fosco.
 Opaco: quando não permite a propagação (passagem) da luz.
Exemplo: madeira, tijolo.
 Homogêneo:
Quando qualquer parte dele tem a mesma
propriedade: composição química, densidade, etc.
 Heterogêneo: Todo material que não apresenta as mesmas
propriedades em toda a sua extensão.
 Isótropo ou isotrópico: é aquele em que a velocidade de
propagação da luz e as demais propriedades ópticas
independem da direção em que é realizada a medida.
 Anisótropo: Quando as propriedades dependem da direção.
 Chama-se luz monocromática aquela
composta de apenas uma cor, como por
exemplo, a luz amarela emitida por
lâmpadas de sódio.
 Chama-se luz policromática aquela
composta por uma combinação de
duas ou mais cores monocromáticas,
como por exemplo, a luz branca
emitida pelo sol ou por lâmpadas
comuns.
 Num meio transparente, homogêneo e isótropos, a luz se
propaga em linha reta;
 Uma fonte luminosa é pontual ou puntiforme quando suas
dimensões são desprezíveis, em relação às distâncias que
separam dos outros corpos;
 É extensa, em caso contrário.
 Fonte pontual: Quando a fonte luminosa é pontual, ocorre
formação de sombra, que é uma região do espaço que não
recebe luz da fonte em virtude da presença de um corpo opaco
e de a luz se propagar em linha reta.
 Fonte extensa: Quando a fonte é extensa, além da sombra,
forma-se em torno dela uma região parcialmente iluminada,
denominada penumbra.
 Outra evidência da propagação retilínea da luz é a câmera
escura de orifício;
 Trata-se de uma caixa de paredes opacas com pequeno orifício
em uma das paredes.
 Quando a luz que se propaga inicialmente em um meio 1
atinge um meio 2, podem ocorrer três fenômenos:
 uma parte da luz volta para o meio 1: é a luz refletida;
 uma parte penetra no meio 2 e propaga-se nele: é a luz
transmitida (refratada);
 Uma parte da luz é absorvida, transformando-se um outra
forma de energia (calor, por exemplo).
 Reflexão regular: é a reflexão que ocorre numa superfície
lisa e polida. Exemplo: espelho.
 Reflexão difusa: é a reflexão que ocorre numa superfície
irregular.
Nesta
reflexão
os
raios
espalham-se
desordenadamente em todas as direções. Graças a ela que
conseguirmos enxergar os objetos.
 Refração é a passagem da luz de um meio para outro.
 Mas o que é luz? De que ela é feita? Onda ou partícula?
 A luz é uma onda eletromagnética cujas frequências estão,
aproximadamente, entre 4,3 1014 Hz e 7,5 1014 Hz ;
 As ondas cujas frequências estão fora desse intervalo não são
captados pelo olho humano.
 Espectro Eletromagnético: é o intervalo completo de todos
os tipos de radiação eletromagnética, que vai desde as ondas
de rádio até a radiação gama.
 A cor com que vemos um corpo é uma característica que
depende de 3 fatores: da luz refletida difusamente por este
objeto, do tipo de luz que incide sobre ele e da sensibilidade
de nossos olhos em relação à luz refletida.
 Em relação à luz refletida, um corpo é visto de cor verde
porque reflete difusamente a componente verde e absorve as
outras. Outro corpo terá cor vermelha porque reflete
difusamente a componente vermelha e absorve todas as outras
componentes. Pode ocorrer na formação da cor de um objeto
a mistura de duas ou mais componentes refletidas, por
exemplo: um corpo terá cor magenta, se o objeto refletir
difusamente as componentes vermelha e azul.
 A maioria dos animais enxergam em preto e branco;
 a visão de cores é possível porque nossos olhos
possuem elementos sensíveis a três cores (azul, verde e
vermelho), a partir das quais o cérebro reconstitui
todas as outras.
(PUC-SP) A um aluno foi dada a tarefa de medir a altura do prédio da escola que
freqüentava. O aluno, então, pensou em utilizar seus conhecimentos de ótica
geométrica e mediu, em determinada hora da manhã, o comprimento das
sombras do prédio e a dele próprio projetadas na calçada (L e ℓ,
respectivamente). Facilmente chegou à conclusão de que a altura do prédio da
escola era de cerca de 22,1 m. As medidas por ele obtidas para as sombras foram
L = 10,4 m e ℓ = 0,8 m. Qual é a altura do aluno?
H  22,1m
h  ?? m
L  10,4m
l  0,8m
H L

h
l
22,1m 10,4m

h
0,8m
17,68m
h
10,4m
h  1,7 m
Uma pessoa de 1,6 m de altura está de pé em frente a um orifício de uma câmera
escura, à distância de 2 m. Calcule a altura da imagem projetada no anteparo,
sabendo que esta tem 50 cm?
Fim