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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 nos quais não é necessário
conhecer-se a natureza da luz (propagação retilínea).

Óptica física: Estuda fenômenos nos 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:

Fluorescentes: Aquelas que emitem luz apenas enquanto durar a ação
do agente excitador.

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.
CÂMARA 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)
CÂMARA ESCURA DE ORIFÍCIO

O funcionamento de uma câmara escura é o seguinte:
(o)
H
h (i)
D
(p)
d
(p`)
CÂMARA ESCURA DE ORIFÍCIO

A partir desta análise podemos descobrir através de uma proporção, a variável
desejada.
𝐻
𝐷
=
ℎ
𝑑
Onde:
H (o) = Tamanho do objeto.
h (i) = Tamanho da imagem formada.
D (p) = Distância do objeto à câmara.
d (p`) = Profundidade da câmara.
𝑝`
OU
𝑝
=
𝑖
𝑜
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