Escola Estadual Drº Jose Manoel Fontanillas Fragelli

Escola Estadual Drº Jose Manoel Fontanillas Fragelli
Trabalho de Física
Angélica – MS
15/03/2010
Escola Estadual Drº Jose Manoel Fontanillas Fragelli
Trabalho exposto à disciplina de
Física pelos alunos Américo Neto,
Crislaine Fernandes e Jhonatas
Marchini
orientados
pelo
professor João Fernandes para
obtenção da nota do 1º Bimestre
Trabalho de Física
Angélica – MS
15/03/2010
Desenvolvimento
O princípio da propagação retilínea da luz pode ser verificado no fato de
que, por exemplo, um objeto quadrado projeta sobre uma superfície plana, uma
sombra também quadrada. O princípio da independência pode ser observado,
por exemplo, em peças de teatro no momento que holofotes específicos
iluminam determinados atores no palco. Mesmo que os atores troquem suas
posições nos palcos e os feixes de luz sejam obrigados a se cruzar, ainda sim
os atores serão iluminados da mesma forma, até mesmo, por luzes de cores
diferentes. O terceiro princípio pode ser verificado por exemplo na situação em
que um motorista de táxi e seu passageiro, este último no banco de trás,
conversam, um olhando para o outro através do espelho central retrovisor. O
domínio de validade da óptica geométrica é o de a escala em estudo ser muito
maior do que o comprimento de onda da luz considerada e em que as fases
das diversas fontes luminosas não têm qualquer correlação entre si. Assim, por
exemplo é legítimo utilizar a óptica geométrica para explicar a refração mas
não a difração. Todos os três princípios podem ser derivados do Princípio de
Fermat, de Pierre de Fermat, que diz que quando a luz vai de um ponto a outro,
ela segue a trajetória que minimiza o tempo do percurso (tal princípio foi
utilizado por Bernoulli para resolver o problema da braquistócrona. Note a
semelhança entre os enunciados do princípio e do problema). A óptica
geométrica fundamentalmente estuda o fenômeno da reflexão luminosa e o
fenômeno da refração luminosa. O primeiro fenômeno tem sua máxima
expressão no estudo dos espelhos, enquanto que o segundo, tem nas lentes o
mesmo papel.
Raio de Luz e Feixe de Luz
A luz na forma como a conhecemos é uma gama de comprimentos de
onda a que o olho humano é sensível. Trata-se de uma radiação
electromagnética pulsante ou num sentido mais geral, qualquer radiação
electromagnética que se situa entre as radiações infravermelhas e as radiações
ultravioletas. As três grandezas físicas básicas da luz (e de toda a radiação
electromagnética) são: brilho (ou amplitude), cor (ou frequência), e polarização
(ou ângulo de vibração). Devido à dualidade onda-partícula, a luz exibe
simultaneamente propriedades de ondas e partículas. Um raio de luz é a
representação da trajetória da luz em determinado espaço, e sua
representação indica de onde a luz sai (fonte) e para onde ela se dirige. O
conceito de raio de luz foi introduzido por Alhazen. Propagando-se em meio
homogêneo, a luz sempre percorre trajetórias retilíneas; somente em meios
não-homogêneos é que a luz pode descrever "curva".
Meios Opticos
Definição:
A palavra optometria deriva etimologicamente do grego optometron,
sendo esta decomposta em opto, que provém de opsis que significa "visão" e
de metron que significa "medição". A Optometria é uma ciência especializada
no estudo da visão, especificamente nos cuidados primários da saúde visual.
Desde que foram inventados os óculos em cerca de 1300 d.C., existiram
muitos desenvolvimentos na correcção de problemas visuais. Em 1585, Georg
Bartisch, foi o primeiro europeu a ser considerado cientificamente "médico
oftalmologista", mas era contra o uso de óculos. Durante vários anos a ideia foi
seguida pelos oftalmologistas levando a que talvez por isso a Optometria se
tenha desenvolvido como uma ciência paralela à medicina. O acto optométrico
prosseguiu então pelas mãos dos ópticos e no século XIV em Antuérpia é
criada a primeira Guilda dos Oculistas, entidade que regulava o acesso a
profissão e as normas de conduta. A regulamentação profissional do exercício
da Optometria começou no Reino Unido em 1895 com a criação da Associação
Britânica de Óptica que instituiu um exame de capacidades para ser acreditado
como óptico refraccionista. Na mesma altura (1896) nos Estados Unidos foi
criada a Associação Americana de Óptica e dois anos depois (1898) fundada a
Associação Americana de Optometristas. O optometrista não utiliza qualquer
medicamento ou técnica invasiva (excepto nos EUA e Inglaterra). Todos os
equipamentos utilizados são de carácter observatório e direcionados para a
avaliação quantitativa e qualitativa da visão. É treinado para reconhecer uma
alteração visual de ordem patológica ocular ou sistémica encaminhando nesses
casos a um profissional da área médica, realizando assim o seu trabalho de
prevenção.
Espelhos Plasmos
São espelhos constituídos por superfícies planas e polidas , capazes de
refletir regularmente a luz, como acontece com a superfície do mercúrio em
equilíbrio numa cuba. Para que a superfície considerada seja um bom espelho
é ainda necessário que a variação do poder refletor com o ângulo de incidência
seja a menor possível. Por esta razão os espelhos devem ser superfícies
metálicas. Nos espelhos comuns, o vidro é usado como uma proteção
transparente para que a camada metálica não sofra ação do ar e da umidade,
impedindo ainda, a remoção por agentes mecânicos. Uma camada de verniz
superposta à camada metálica completa a proteção. Um espelho plano forma,
de um objeto real, uma imagem virtual, direita, do mesmo tamanho e
enantiomorfa (simétrica). A distância do objeto ao espelho é igual a distância
da imagem ao espelho. Se o objeto for virtual, a imagem será real. Um exemplo
de imagem real produzida por um espelho plano é a imagem projetada por um
retroprojetor. Não podemos confundir, a nossa imagem produzida pelo espelho
plano com a maneira que nos vemos nesse espelho. Quando nos vemos num
espelho plano, estamos vendo a imagem real projetada em nossa retina pelo
sistema de lentes do olho e o tamanho da imagem varia com a distância ao
espelho plano. Quando nos afastamos do espelho plano vemos nossa imagem
menor. Os raios que partem de um objeto, diante de um espelho plano,
refletem-se no espelho e atingem nossos olhos. Assim, recebemos raios
luminosos que descreveram uma trajetória angular e temos a impressão de que
são provenientes de um objeto atrás do espelho, em linha reta, isto é,
mentalmente prolongamos os raios refletidos, em sentido oposto, para trás do
espelho cabral.
Reflexão
Um espelho é uma superfície muito lisa e que permita alto índice de
reflexão da luz que incide sobre ele. Espelhos possuem formas variadas:
planos e esféricos. Olhando um espelho comum, vemos a nossa imagem com
mesma forma e tamanho, mas que parece estar atrás do espelho à mesma
distância em que estamos dele. Os raios que partem de um objeto, diante de
um espelho plano, refletem-se no espelho e atingem nossos olhos permitindo
assim a reflexão da nossa imagem. Deste modo recebemos raios luminosos
que percorreram uma trajetória angular e temos a impressão de que vem de
algo atrás do espelho, em linha reta, ou seja, mentalmente prolongamos os
raios refletidos, em sentido contrário, para trás do espelho. Possivelmente terá
sido a superfície da água que inspirou o fabrico do primeiro espelho. Foram
descobertos nos despojos da civilização Badariana (do Egipto, junto ao Rio
Nilo), espelhos de cobre, deixados pelo homem primitivo no quinto milênio a .C.
Mais tarde, construíram-se espelhos de prata polida, que é boa reflectora mas
escurece com a atmosfera e precisa de ser frequentemente limpa e trabalhada.
Os espelhos mais comuns são formados por uma camada de prata, alumínio
ou amálgama de estanho, que é depositada quimicamente sobre a face
posterior de uma lâmina de vidro, e por trás coberta com uma substância
protectora. Por sua vez, os espelhos de precisão são obtidos depositando, por
evaporação sob vácuo, a camada metálica sobre a face anterior do vidro. Estes
espelhos não podem ser protegidos o que implica que se realizem
metalizações frequentes. Existem diversos tipos de espelhos. Os mais
utilizados são: os espelhos planos e os espelhos curvos. Um espelho plano é
uma superfície plana que produz imagens virtuais e simétricas dos objectos.
Assim, a imagem dada por um espelho plano é do mesmo tamanho que o
objecto, é virtual, uma vez que não se pode projectar num alvo, é direita e é
simétrica, ou seja, invertida lateralmente (enantiomorfa).
Leis da Reflexão
Para entendermos as leis que regem o fenômeno da reflexão
precisamos introduzir as definições de planos de incidência da reflexão e
ângulos de incidência. Quando o raio de luz incidir sobre a superfície de
separação entre dois meios, ela o fará num ponto P sobre a superfície. Por um
ponto qualquer de uma superfície podemos fazer passar uma reta que fura o
plano e que é perpendicular a ele. Só existe uma tal reta (reta N, normal à
superfície).
O ângulo formado pelo raio (i) incidente e a reta normal (N) é o ângulo de
incidência (representado por î ).
Para o raio refletido (r) se aplica uma definição análoga. O ângulo de
reflexão (r) é o ângulo formado pelo raio refletido e a reta normal N.
O plano formado pelo raio incidente (ou a reta que o contém) e a reta normal, é
o plano de incidência. Analogamente, o plano de reflexão é o plano que contém
o raio refletido r e a reta normal N.
O fenômeno da reflexão é descrito por duas leis - as leis da reflexão.
Tais leis tem uma base empírica. Isto é, elas seguem de inúmeras observações
do fenômeno.
Primeira lei
O plano de incidência coincide com o plano de reflexão.
Dito de outra forma essa lei estabelece que "O raio de incidência a reta normal
e o raio refletido estão emitidos no mesmo plano."
Segunda lei
O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.
Na verdade essas duas leis, essencialmente empíricas, podem ser entendidas
a partir da natureza corpuscular da luz. De fato, podemos pensar na reflexão
como resultado de colisão dos fótons com a superfície de separação entre dois
meios. É algo parecido com a colisão de uma bola de tênis (ou outra bola) com
uma parede. O fenômeno da colisão da bola com a parede obedece as
mesmas leis da reflexão da luz (e vice-versa).