Conceitos Básicos de Óptica Geométrica

Conceitos Básicos de Óptica
Geométrica
O que é a luz
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Século V a.C.: pequenas partículas emitidas
pelo olho que atingem o objeto e o iluminam.
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Século IV a.C.: ondas em um fluido invisível
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Atualmente: dualidade onda-partícula
A luz
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O objeto de estudo da óptica é a luz.
É uma onda eletromagnética.
É o ente físico mais rápido que se
conhece. A velocidade a luz no vácuo é
de 3.108 m/s.
Pode se propagar no vácuo e em meios
materiais.
Fontes de Luz
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Existem dois tipos de fontes de luz:
Fontes Primárias e Fontes Secundárias.
As fontes primárias são aquelas que
possuem luz própria. São chamadas
também de corpos luminosos.
As fontes secundária que não possuem
luz próprias. São chamadas também de
corpos iluminados.
Exemplos de Fontes Primárias
Exemplos de Fontes
Secundárias
Raio de Luz
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Os raios de luz são representados por
vetores. E um conjunto desses raios é
chamado de feixe de luz.
Existem três tipos de feixes.
Paralelos (ou
Cilíndricos)
Divergente
Convergente
Fenômenos de Propagação da
Luz
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Quando um raio de luz atinge uma
superfície de separação dependendo da
superfície pode acontecer três
fenômenos distintos.
Reflexão
Refração
Absorção
Para a reflexão...

... Existem de duas
formas.
Regular
Difusa
Transparência...
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Os objetos podem se apresentar sob três
tipos de transparência.
Objetos TRANSPARENTES,
TRANSLÚCIDOS ou OPACOS.
Princípios da Óptica Geométrica
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1º Princípio – Propagação retilínea da luz.
A luz se propaga de forma retilínea.
Exemplo: Câmara escura.
O
di
dO
I
Matematicamente...
o do

i di
Outro exemplo são as sombras
Sombra e penumbra
Eclipses
NASA
GARY HINCKS/SPL/LATINSTOCK
Eclipse solar parcial e total
GARY HINCKS/SPL/LATINSTOCK
Eclipse anular do Sol
GARY HINCKS/SPL/LATINSTOCK
Eclipse lunar
Fases da Lua
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A Lua tem sempre uma face iluminada pelo Sol.
A posição Sol-Terra-Lua define quanto da face iluminada da Lua
somos capazes de enxergar.
Fases da Lua
2ºPrincípio – Independência de Raios
Luminosos
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A luz é uma onda e só transporta
energia. Portanto, quando dois raios se
cruzam acontece a interferência apenas
no cruzamento depois disso os raios
continuam seus caminhos de forma
independente.
3º Princípio – Reversibilidade dos
Raios Luminosos
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O caminho de “ida” da luz, pode ser o
caminho de “volta”.
Cores...
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A luz branca é a junção de sete cores, as
cores do arco íris. Vermelho, Alaranjado,
Amarelo, Verde, Azul, Anil e Violeta.
E a cor de um objeto é a parte da luz que
chega aos nossos olhos, ou seja é a cor
que o objeto refletiu. E as outras cores???
Foram absorvidas pelo objeto.
Espelho Plano
Leis da Reflexão
1ª Lei : o raio incidente (RI), raio
refletido(RR)
e
normal(N)
são
coplanares, ou seja, estão no mesmo
plano.
2ª Lei: Para qualquer tipo de reflexão o
ângulo de incidência é igual ao ângulo
de reflexão. i = r
Reflexão da Luz
Normal
RR
(Raio Refletido)
r
i
RI
(Raio Incidente)
RR
Normal
(Raio Refletido)
RI
(Raio Incidente)
r
i
Formação de Imagens...
Para formar imagem de um
ponto objeto por reflexão, é
necessário o cruzamento de
dois
(ou
mais)
raios
refletidos do objeto
Formação de Imagens em Espelhos
Planos
Objeto
Imagem
Características da Imagem
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Virtual
Direita (“de cabeça para cima”)
Distância do Objeto ao Espelho é igual a
distância do Espelho a Imagem (DOE =
DEI)
Imagem e Objeto tem as mesmas
dimensões.
Reversa (direito/esquerdo)
Campo de Visão Para o EP
Olho
d
d
Imagem de corpo extenso
Tamanho do espelho e altura em
relação ao solo
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Para que a pessoa possa se ver por inteiro em
frente ao espelho plano...
O tamanho do espelho (x) deve ser metade da
altura total (H).
A distância do espelho em relação ao chão (y)
deve ser metade da altura dos olhos em
relação ao chão (h).
Importante! A distância da pessoa em relação
ao espelho não é relevante para que se veja
por intero, uma vez respeitada as proporções
acima.
Matematicamente...
H
x
2
h
y
2
Translação de Espelho Plano
Se o objeto se afastar (ou aproximar) uma distância x, sua
imagem se aproxima (ou se afasta) a mesma distância x.
Translação de Espelho Plano



Consequentemente a distância entre o
objeto e a imagem se altera em 2.x
Um caso especial é: observador em
repouso e espelho se movimentando
com velocidade v em relação ao solo.
Nesse caso, a velocidade da imagem
em relação ao solo é igual à 2.v
Associação de Espelhos Planos

N
360

0
1