Óptica - Univesp

Plano de Ensino
DISCIPLINA: Óptica
CURSO: Licenciatura em Física
CARGA HORÁRIA: 80 horas
CÓDIGO DA DISCIPLINA: FOG001
EMENTA
A natureza da luz. Ondas eletromagnéticas. Fótons. A velocidade da luz. Princípio de Huyghens. Reflexão e Refração. A luz
solar. A natureza ondulatória: difração e interferência. Luz e cores. Formulações da ótica geométrica. Princípio do tempo
mínimo. Propagação retilínea da luz. Espelhos planos e esféricos. Lentes esféricas e delgadas. Instrumentos óticos:
microscópios, telescópios, câmaras fotográficas, etc. Fenômenos óticos: visão, ilusões de ótica, arco-íris, etc. Tópicos
complementares: a dualidade onda-partícula.
OBJETIVOS DA DISCIPLINA
Vivendo num mundo de imagens e cores, é natural pensar que a luz é uma das partes fundamentais de nossa existência.
Dentro dessa importância, um curso de óptica deve preparar as pessoas para poderem entender tudo ao seu redor. Neste
curso estaremos cobrindo os conceitos e leis básicas dos fenômenos ópticos bem como suas aplicações. Começando com
conceitos básicos de raios de luz e feixes de luz, passaremos pela óptica geométrica, cobrindo os fenômenos de reflexão
e refração. Atenção especial será dada à óptica envolvida no processo de visão. Em seguida, a constituição da luz permitirá
a entrada para a chamada óptica física, onde difração e interferência serão abordados. Finalmente com todos conceitos
estabelecidos, iremos abordar a interação da luz com a matéria e todos os fenômenos que daí se originam.
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
Aula 1 - A necessidade de estudarmos óptica
Utilizando conceitos e fenômenos simples da natureza, como a transparência da água, o azul do céu, as imagens nos
espelhos, o arco-íris, as fibras ópticas e muitos outros, pretendemos ilustrar que tipo de conteúdo é preciso para que
possamos entender tudo isto.
Aula 2 - Raios de luz, feixes de luz e sua propagação.
Para entendermos os fenômenos ópticos é necessário adquirirmos diversos conceitos. O raio de luz e o feixe de luz são
elementos fundamentais. Seu comportamento ao se propagarem por meios é a base de entendimento da óptica em
geral.
Aula 3 - Reflexão
Os espelhos e imagens serão abordados e explicados a partir dos conceitos gerais. Demonstrações feitas na aula
permitirão ao aluno ter o entendimento correto deste conceito.
Aula 4 - Exercícios de reflexão
Uma breve coletânea de exemplos permitirão consolidar os conceitos teóricos.
Aulas 5 e 6 - Refração
Introdução ao fenômeno de refração e suas leis básicas. Demonstrações serão feitas em aula, permitindo consolidar os
conceitos.
Aulas 7 e 8 - Lentes
Como uma das mais importantes aplicações da refração , explicaremos como são formadas as lentes e como podemos
relacionar suas características geométricas com o efeito sobre os raios luminosos.
Aula 9 - Exercícios com lentes
Coletânea de exemplos resolvidos para consolidar os conceitos.
Aula 10 - Prismas e a dispersão da luz
Com demonstrações, explicaremos como funcionam os prismas e a origem da decomposição da luz branca.
Aula 11 - Instrumentos ópticos
Com os conceitos aprendidos nas aulas anteriores, poderemos explicar o funcionamento dos instrumentos ópticos
como microscópios e telescópios.
Aulas 12 e 13 - A óptica da visão
Lentes permitirão entender o funcionamento do olho, bem como suas anomalias.
Aulas 14 e 15 - Constituição ondulatória da luz e o espectro eletromagnético
O Fenômeno luminosos será explicado com base em sua constituição , dando origem aos chamados fenômenos
eletromagnéticos. Aspectos históricos e modernos serão apresentados.
Aula 16 - Difração
Baseado na constituição ondulatória da luz, será descrito o fenômeno de difração com demonstrações em cuba de
ondas.
Aula 17 - Interferências
As adições de campos luminosos gerando as interferências serão explicados e demonstrados.
Aula 18 - Aplicações da óptica física
Os fenômenos relacionados à óptica física serão discutidos e exemplificados através de seus aplicativos.
Aula 19 - Exercícios de fixação sobre difração e interferência
Aula 20 - Cores e sensações 1
Como definimos cores do ponto de vista físico e como vemos cores gerando a chamada sensação de cor.
Aula 21 - Cores e sensações 2
Soma e subtração das cores serão explicadas e demonstradas.
Aula 22 - O espalhamento da luz e o azul do céu
Explicaremos, baseado na constituição ondulatória da luz como ocorre o espalhamento de luz e faremos demonstrações
do tema.
Aula 23 - Raio-X - onda eletromagnética especial
Explicaremos a difração de raio-x em cristais e sua grande utilidade.
Aula 24 - Ilusões de ótica
Explicaremos como ocorrem as diversas ilusões de ótica que observamos no dia a dia
Aula 25 - Os Fótons e Einstein
Apesar de termos a visão de onda eletromagnética para a luz, diversos efeitos mostram o seu comportamento
corpuscular. Efeito fotoelétrico será discutido como exemplo do problema que dá nascimento ao fóton.
Aula 26 - A luz emitida pelos corpos: fluorescência e radiação de corpo negro
Aula 27 - Aplicações da óptica: o laser
Aula 28 - Aplicações da óptica na saúde
BIBLIOGRAFIA
Bibliografia Básica
OLIVEIRA, Luis Nunes. Luz e ondas eletromagnéticas. São Paulo: USP/UNIVESP/EDUSP, 2014.
YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A. Física IV: ótica e física moderna. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2016.
Bibliografia Complementar
AHMED, E. Comprehensive Manual of Ophthalmology. New Delhi: Jaypee-Highlights Medical Publishers, 2011.
QUEVEDO, Carlos; QUEVEDO-LODI, Cláudia. Ondas eletromagnéticas: eletromagnetismo, aterramento, antenas, guias,
radar, ionosfera. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2010.
ZILIO, Sérgio Carlos. Óptica Moderna: fundamentos e aplicações. São Paulo: Instituto de Física de São
Paulo/Universidade de São Paulo, 2009.
PRÉ-REQUISITOS
Não possui.
CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO
A avaliação da disciplina é formativa* e somativa**. Os alunos devem entregar as resoluções de atividades e/ou exercícios
no Ambiente Virtual de Aprendizagem e realizar, ao final do período letivo, uma prova presencial aplicada nos polos
Univesp.
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*A avaliação formativa ocorre quando há o acompanhamento dos alunos, passo a passo, nas atividades e trabalhos
desenvolvidos, de modo a verificar suas facilidades e dificuldades no processo de aprendizagem e, se necessário, adequar
alguns aspectos do curso de acordo com as necessidades identificadas.
**A avaliação somativa é geralmente aplicada no final de um curso ou período letivo. Este tipo de avaliação busca
quantificar se o aluno aprendeu aquilo que estava previsto nos objetivos de aprendizagem do curso. Ou seja, a avaliação
somativa quer comprovar se a meta educacional proposta e definida foi alcançada pelo aluno.
DOCENTE RESPONSÁVEL
Prof. Dr. Vanderlei Salvador Bagnato
Físico e Engenheiro de materiais, trabalha em Física Atômica e molecular e aplicações de luz nas áreas da saúde. Orientou
mais de 85 alunos de pós-graduação, publicou mais de 400 trabalhos. É membro da ABC, Science Academy of USA,
Pontificia Academy of Science - Vaticano and TWAS. Participou da criação de kits educativos e tem um MOOC de física na
internet. Professor Titular do IFSC-USP e coordenador da Agência USP de Inovação.