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ÓPTICA GEOMÉTRICA
A ULA 1
-Introdução ao estudo da Óptica
-Divisão do estudo da Óptica
-Definição de Luz e conhecimento de sua Velocidade
-Meios de Propagação da Luz
-Fontes de Luz
-Raio de Luz e Feixe de Luz
Introdução ao estudo da Óptica:
A natureza proporciona resultados maravilhosos. Um deles,
sem sombra de dúvida, é o arco-íris. Logo depois de uma
chuva, quando as nuvens se abrem para a passagem da luz
solar, um enorme arco colorido se forma, ao final do qual,
segundo a lenda, se localiza um pote de ouro. O que é um arcoíris? Por que se forma? Como se formam as cores do arco-íris?
Por que ele apresenta a forma de arco? Estas e outras
perguntas são respondidas pela Óptica.
Muitos avanços científicos só ocorreram devido ao uso de
aparelhos ópticos, destinados a uma observação mais
detalhada do mundo macroscópico, quanto do mundo
microscópico. Por exemplo, Galileu Galilei, por volta de 1609,
observou pela primeira vez a superfície da Lua. Hoje em dia
temos vários objetos que funcionam graças aos princípios da Óptica: as máquinas
fotográficas, microscópios, filmadoras, espelhos, projetores de filmes, binóculos. O globo
ocular também é um sistema óptico e é estudado em Óptica. Também, era muito comum o
uso de lunetas em tempos passados.
Para descobrir o universo que o cerca, o homem utilizou-se dos seus cinco sentidos: vê a
luz, ouve os sons, pelo tato tem as sensações de quente e de frio. O homem observou a luz
e criou a ciência que a estuda. E, para fins de estudo, vamos estudar a Óptica em partes.
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Divisões da Óptica:
Podemos dividir a Óptica, para fins de estudo, em Óptica Geométrica, Óptica Física e
Óptica Fisiológica.
A Óptica Geométrica analisa os fenômenos luminosos e suas aplicações - sem se preocupar
com a natureza íntima da luz-,baseando-se na propagação retilínea da luz, suas possíveis
trajetórias ao atravessar certos meios, bem como na formação de imagens (leis de reflexão)
e na refração; fundamentando-se na concepção de raio de luz.
A Óptica Física explica os fenômenos ópticos em que a natureza da luz exerce papel
fundamental, como os fenômenos que estudaremos, entre os quais podemos destacar: a
polarização, a difração, a interferência, os espectros etc.
A Óptica Fisiológica estuda, como o nome já diz, a fisiologia do órgão da visão.
Para iniciarmos nosso estudo propriamente dito, vamos definir o que é a LUZ.
A definição mais exata de luz será feita quando estudarmos a Óptica Física, mas
como lidaremos, desde o início de nosso estudo, com ela, faremos uma definição
inicial.
LUZ: Energia que sensibiliza os nossos olhos, e se propaga (caminha) pelo ar,ou
por outro meio, por exemplo, a água, o vácuo, etc., com velocidade muito grande!
Vejamos alguns valores:
V vácuo = 299.793 km/s
var = 299.790km/s
V água= 225.000 km/s
Podemos admitir, numa boa aproximação, que velocidade da luz no vácuo e
velocidade da luz no ar têm o mesmo valor, valor que será arredondado para
300.000 km/s. Portanto, daqui para frente, admitiremos que var = v vácuo =
300.000 km/s.
Veremos adiante, quando estivermos estudando a Óptica Física, que luz é uma
forma de radiação formada por campos elétrico e magnético, ou seja, é uma
radiação eletromagnética que se propaga no vácuo, ou no ar, com velocidade de
300.000 km/s. Costuma-se representar a velocidade da luz no vácuo pela letra c.
C = 300.000 km/s = 3.1015 km/s = 3.108 m/s
Então, sabemos que a velocidade da luz no vácuo e no ar valem 300.000 km/s.
Para se ter uma ideia, esse valor significa que se a luz girar em torno da Terra,
dará 7 voltas e meia em um segundo! A velocidade da luz no vácuo é uma das
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constantes mais importantes da Física, e não pode ser ultrapassada por nenhum
outro movimento existente na natureza, ou seja, a velocidade da luz é a maior
velocidade encontrada na natureza, nenhuma outra velocidade chega ao seu valor.
ANO-LUZ: é a DISTÂNCIA que a luz percorre em um ano. Seu valor é,
aproximadamente:
Δs = 9,5  1012 km
Seu cálculo é feito da seguinte forma:
Δs = vt1 ano-luz = vt 1 ano-luz = ct
E temos que c = 3.108 m/s
e
t = 365 dias = 365. 24 h = 365. 24. 3600 s = 3,15. 107 s
dia
hora
Portanto, 1 ano-luz = 3.108 .3,15. 107 1 ano-luz = 9,46. 1015 m
M EIOS DE P ROPAGAÇÃO DA L UZ
Dependendo do meio no qual a luz se propaga, caminha, ela apresenta um valor
para a velocidade, veja, a seguir, alguns desses valores:
V vácuo = 300.000 km/m
V ar = 300.000 km/s
V água = 225.000 km/s
V álcool = 220.000 km/s
V vidro = 200.000 km/s
V diamante =124.000 km/s
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Apagar a luz, à noite, ou fechar os olhos, produz o mesmo efeito: escuridão.
Portanto, para que qualquer objeto seja visto, é necessário que ele emita luz (envie
luz) e que esta luz atinja os olhos do observador.
Agora, para que a luz que sai, por exemplo, de uma lâmpada, chegue até os olhos
desse observador, é necessário que ela se propague (caminhe) da lâmpada até
eles. Ou seja, é necessário que ela atravesse o meio de separação do observador à
lâmpada.
O ESPAÇO ATRAVÉS DO QUAL A LUZ SE PROPAGA, (CAMINHA), É
CHAMADO DE MEIO DE PROPAGAÇÃO DA LUZ.
Este espaço não precisa ser, necessariamente, um meio material. Observe, por
exemplo, que a luz do Sol chega até nós se propagando (caminhando) no vácuo.
A luz também se propaga em meios materiais. Vamos estudar estes meios:
a) MEIOS TRANSPARENTES;
b) MEIOS TRANSLÚCIDOS;
c) MEIOS OPACOS.
Meios Transparentes: são meios que permitem perfeitamente a passagem da
luz e, consequentemente, a observação nítida dos objetos vistos através deles.
Exemplos: ar, água, vidro hialino.
Meios Translúcidos: são meios que permitem parcialmente a passagem da luz.
Através deles não conseguimos distinguir a forma dos objetos. Isto acontece por
que, apesar da luz se propagar através do meio, este meio difunde (espalha)
sensivelmente essa luz, pois não há homogeneidade na estrutura do material do
meio e, assim, os raios de luz se desviam e se propagam de forma irregular.
Exemplo: neblina, papel de seda, etc.
Meios Opacos: são meios que não permitem a passagem da luz e,
consequentemente, a visualização do objeto. Isto acontece por que o meio absorve
parte da radiação, mas não permite que ela passe para o meio seguinte. Exemplo:
cadeiras, pessoas, lousa, concreto, etc.
A velocidade da luz num meio material depende do tipo de luz que se propaga, isto
é, para cada tipo de luz a velocidade de propagação num meio material é diferente.
Em ordem decrescente de velocidade, temos:
Luz vermelha
Luz alaranjada
Luz amarela
Luz verde
Luz azul
Luz anil
Luz violeta
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F ONTES DE L UZ
Todos os corpos visíveis são fontes de luz; todos estes corpos emitem (enviam) luz.
Eles podem ser classificados em Fontes de Luz Primária e Fonte de Luz
Secundária.
São exemplos de fonte de luz primária: o Sol, lâmpadas acesas, lanterna acesa,
chama de uma vela. São exemplos de fonte de luz secundária: a Lua, pessoas,
lousa, mesa, paredes, etc.
De posse dessas informações, você consegue perceber a diferença entre as fontes
de luz primária e secundária? Pense. Após, veja a definição dada abaixo.
FONTE DE LUZ PRIMÁRIA OU CORPO LUMINOSO: É todo o corpo que emite
(envia) luz própria; ele não depende da presença de outras fontes de luz, para
ser visível. Exemplos: o Sol, as lâmpadas acesas.
Algumas dessas fontes são permanentes, como no caso do Sol, enquanto outras
são temporárias, com a chama da vela e o metal super aquecido.
FONTE DE LUZ SECUNDÁRIA OU CORPO ILUMINADO: É todo corpo que reflete
a luz que recebe de outras fontes de luz; ele emite a luz proveniente de outras
fontes, isto é, não tem luz própria, depende da presença de outras fontes, para
ser visível. Exemplo: a Lua, que apenas reflete a luz que recebe do Sol, as
pessoas, a lousa, os objetos em geral. No instante em que você acende uma
lâmpada num ambiente escuro, os objetos nele contidos passam a receber luz e
também refleti-la, permitindo que sejam vistos.
Quando as dimensões da fonte são desprezíveis em relação às distâncias que a
separam de outros corpos, a fonte é dita puntiforme, ou também, pontual. Caso
contrário, é chamada de fonte extensa.
Uma fonte de luz pode ser PUNTIFORME ou EXTENSA. Fonte puntiforme é toda
fonte cujas dimensões são desprezíveis em relação às distâncias envolvidas que a
separam de um observador. Vista por ele, a fonte se apresenta como um ponto
luminoso. Por exemplo, uma lâmpada comum, observada de uma distância de 40
m. Fonte extensa: é toda fonte cujas dimensões não são desprezíveis em relação
às distâncias envolvidas que a separam de um observador. Por exemplo, uma
lâmpada comum observada de uma distância de 20 cm. RESUMINDO: Quando as
dimensões da fonte são desprezíveis em relação às distâncias que a separam de
outros corpos, a fonte é dita puntiforme, ou também, pontual. Caso contrário, é
chamada de fonte extensa.
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REPRESENTANDO O CAMINHO DA LUZ:
RAIO DE LUZ: O principal elemento do nosso estudo é a luz. Em todos os
fenômenos que estudamos, devemos representar o caminho percorrido pela luz. A
representação gráfica da propagação da luz em uma região é feita por raios de luz,
que são segmentos de reta orientados, representando geometricamente a trajetória
seguida pela luz, indicando a direção e o sentido de sua propagação. O conceito de
raios de luz é puramente teórico, pois na prática não se consegue individualizá-lo.
FEIXE DE LUZ: Um conjunto de raios de luz, vindos de um único ponto de uma
fonte de luz, forma um feixe (pincel) de luz. Os feixes de luz são classificados
segundo seus formatos geométricos. Eles podem ser: cônicos convergentes,
cônicos divergentes e cilíndricos paralelos.
Veja a figura a seguir:
Cônicos Convergentes: os raios de luz convergem (chegam, se encontram) para
um mesmo ponto,
Cônicos Divergentes: os raios de luz divergem de um mesmo ponto.
Cilíndricos Paralelos: os raios de luz são paralelos. Quando uma fonte de luz se
encontra muito distante do sistema óptico que se pretende estudar, associamos a
ela, nas proximidades do sistema óptico, um feixe de luz cujos raios são paralelos
entre si. Ou seja, o feixe apresenta forma cilíndrica. Por exemplo, nas proximidades
da superfície do nosso planeta, representamos a luz proveniente do Sol como um
feixe cilíndrico de luz. Também, em uma lanterna, temos o exemplo do feixe
cilíndrico paralelo.
O feixe de luz é visível em ambientes escuros ou onde a luz existente seja fraca.
Para que o feixe de luz seja observado, o ar deve conter partículas suspensas, com
poeira ou fumaça ou partículas em precipitação, como chuva ou neve.
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A ULA 2
-Princípios da Óptica Geométrica
-Sombra (Umbra) e Penumbra
PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA
a) Princípio da Independência dos Raios Luminosos – OS RAIOS DE LUZ
DE UM FEIXE SÃO INDEPENDENTES. Dois raios de luz, após se cruzarem,
seguem, cada um a sua trajetória, independentemente, um do outro.
Exemplo: em shows e espetáculos em que canhões de luz se cruzam.
b) Princípio da Reversibilidade dos Raios Luminosos _ O CAMINHO DE UM
RAIO DE LUZ NÃO SE MODIFICA QUANDO PERMUTAMOS AS
POSIÇÕES DA FONTE E DO OBSERVADOR. Isso significa que o caminho
de ida é igual ao caminho de volta, ou ainda, a trajetória seguida pelo raio de
luz, num sentido, é a mesma quando o raio troca de sentido. Exemplo: o
motorista de um veículo vê o rosto do passageiro sentado no banco de trás e
o passageiro também vê o rosto do motorista, pelo mesmo espelho, pois o
caminho que a luz percorre do motorista ao passageiro e o mesmo que ela
percorre do passageiro ao motorista.
c) Princípio da Propagação Retilínea da Luz – NUM MEIO HOMOGÊNEO
(aquele que apresenta as mesmas propriedades em qualquer ponto, como
densidade, temperatura, etc.) E TRANSPARENTE (meios que permitem
perfeitamente a passagem da luz e a visualização nítida dos objetos) A LUZ
SE PROPAGA EM LINHA RETA. Por exemplo, na frestinha da janela entra
um raio de luz, e a gente observa que sua trajetória é uma linha reta.
O Princípio da Propagação Retilínea da Luz constitui a base para a
explicação de diversos fenômenos, como os eclipses, por exemplo.
Observação: Nas ciências naturais, a palavra “princípio” refere-se ao
enunciado de algum fenômeno natural cuja explicação não é conhecida. Sua
confirmação baseia-se apenas em observações.
Para estudarmos os eclipses, vamos definir, inicialmente, o que são umbra e
penumbra, e como elas se formam.
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SOMBRA (UMBRA)
Sombra: Região totalmente escura.
Suponha que tenhamos uma fonte de luz pontual F (ou seja, fonte de dimensões
desprezíveis, tamanho muito pequeno em relação aos outros corpos presentes).
Também, temos um objeto opaco C (não permite a visualização dos objetos através
dele), e temos, ainda, um anteparo A.
Da fonte saem os raios de luz.
Ao chegarem ao corpo C, alguns são barrados e outros o tangenciam.
As duas figuras abaixo ilustram essa situação.
Observe que entre o corpo C e o anteparo A, teremos a formação de uma região de
sombra, (região que não recebe luz da fonte), chamada CONE DE SOMBRA ou
CONE DE UMBRA.
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No anteparo teremos o que chamamos de SOMBRA PROJETADA (UMBRA
PROJETADA), (que também não recebe luz da fonte).
Então, se temos uma fonte pontual, um objeto iluminado por ela, determinará num
anteparo, uma região que não recebe luz dessa fonte, denominada sombra ou
umbra.
A formação de sombra é uma evidência de que a luz percorre trajetórias retilíneas.
Se assim não fosse, a luz poderia contornar obstáculos e iluminar integralmente a
parede.
PENUMBRA: Região parcialmente iluminada, (intermediária entre uma região
totalmente iluminada e uma região totalmente escura).
Agora, suponha que tenhamos, ao invés de uma fonte pontual, uma fonte extensa
de luz F(fonte cujas dimensões não são desprezíveis em relação aos outros objetos
envolvidos), e que tenhamos, também, um corpo opaco C e um anteparo A. O que
vamos observar?
Raios de luz saem da fonte: alguns são barrados em C e outros o tangenciam.
Entre C e A, haverá duas regiões,
dois cones, um cone de sombra e
um
cone
de
penumbra
(região
parcialmente iluminada pela fonte,
ou
seja, região intermediária entre a
região plenamente iluminada e a
região escura da sombra).
No anteparo também haverá dua: a
região de sombra (que não recebe
a
luz de F) e a região de penumbra
(que recebe parcialmente a luz da fonte).
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Portanto, percebemos que fontes extensas podem provocar o aparecimento
tanto de sombra como de penumbra. Já numa fonte pontual (puntiforme),
observaremos apenas a formação de regiões de sombra.
De posse destes conhecimentos, estudaremos, a seguir, os eclipses, que se
baseiam no princípio da propagação retilínea da luz.
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A ULA 3
-Eclipse do Sol
-Eclipse da Lua
ECLIPSES DO SOL E DA LUA
Os eclipses já foram fonte de grande mistério no passado, motivo de muito medo,
especulações e profecias. São fenômenos naturais em que ocorre a formação de
sombra e penumbra. Eclipsar quer dizer ocultar, esconder, encobrir. Os eclipses
ocorrem quando o Sol, a Lua e a Terra estão alinhados e podem ser total, parcial ou
anular.
ECLIPSE SOLAR
O eclipse solar ocorre quando a Lua se posiciona entre o Sol e a Terra.
No eclipse solar, a Lua projeta sobre a Terra, a sombra (umbra) e a penumbra. Na
parte da Terra em que é projetada a umbra podemos observar um eclipse total,
enquanto na parte em que é projetada a penumbra observamos um eclipse
parcial.Portanto, o eclipse total do Sol (ocultamento total do Sol) só pode ser
observado nos pontos que se encontram na superfície da Terra que intercepta a
região de sombra formada pela Lua. Na região de penumbra, dizemos que o eclipse
é parcial.
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ECLIPSE LUNAR
Visível à noite, o eclipse lunar ocorre quando a Lua, em seu movimento orbital,
atravessa as regiões de sombra. Ao atravessar as regiões de penumbra, o eclipse
lunar é parcial. A Terra se posiciona entre o Sol e a Lua. Com isso, a Lua fica
imersa na região de sombra da Terra.
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Veja, a seguir, os dois fenômenos representados em um mesmo esquema.
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A ULA 4
-Câmara Escura de Orifício
-Ângulo Visual
CÂMARA ESCURA DE ORIFÍCIO
Suponha uma caixa - pintada de preto por dentro – que tem em uma das faces um
pequeno orifício central e, na face oposta, um material translúcido, por exemplo,
vidro fosco ou um pedaço de papel vegetal. Essa caixa é chamada de câmara
escura ou câmara escura de orifício. Um objeto extenso luminoso ou fortemente
iluminado é colocado diante do orifício. Olhando-se para o vidro fosco, podemos
observar a formação de uma imagem do objeto que está projetada e é invertida
em relação ao objeto.
A razão de a imagem ser invertida em relação ao objeto é uma evidência da
propagação retilínea da luz. Observe as ilustrações.
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Podemos imaginar um estreito feixe de luz que parte do ponto A e atravessa o
orifício da câmara escura, formando uma pequena mancha luminosa na parede da
superfície do vidro fosco, representada por A’. Para todos os pontos do objeto,
podemos aplicar o mesmo raciocínio. Quanto menor o tamanho do orifício, menor
será a dimensão de cada mancha formada. Nesse caso, teremos uma imagem mais
nítida ou, como se diz no cotidiano, mais bem focalizada. Entretanto, com a
diminuição da dimensão do orifício, a imagem também fica mais tênue (menos
luminosa). Isso se deve ao fato de uma menor parcela de luz conseguir penetrar no
interior da câmara escura. Se, em vez de vidro fosco, colocarmos um filme
fotográfico, é possível obtermos fotografias dos objetos diante do orifício da câmera.
Ainda, se ao invés do orifício, colocarmos um obturador, para controlar a entrada de
luz, obteremos uma máquina fotográfica rudimentar. O fenômeno descrito é a base
de funcionamento das câmeras fotográficas.
O esquema a seguir mostra, de forma simplificada, a formação da imagem de um
objeto AB na parte posterior de uma câmera escura. Neste esquema, os estreitos
raios de luz foram substituídos por um único raio de luz.
Sendo AB e A’B’ as alturas do objeto e da imagem, e D (ou p, conforme a escolha
do autor) e d (ou p’)suas distâncias à parede da câmera provida de orifício, a
relação entre estas grandezas é obtida através da semelhança entre os triângulos
ABO e A’B’O, onde O é o ponto que representa o orifício. Então, temos:
AB = BO AB = D
A’B’ A’O
A’B’ d’
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Ângulo Visual
Quando um observador contempla um objeto extenso, ele está recebendo de cada
ponto do objeto um feixe de luz.
Considere apenas os raios que partem da extremidade e atingem o olho do
observador.
Esses raios de luz incidem em nosso globo ocular, definindo um ângulo
denominado ângulo visual.
Então, o ângulo formado pelos raios que saem das extremidades superior e inferior
do objeto é denominado ângulo visual.
Ângulo visual é o ângulo sob o qual o observador vê o objeto. Quanto maior a
distância entre o olho e o observador, menor o ângulo visual.
O menor ângulo visual para que uma pessoa possa ver um objeto sem confundi-lo
com um ponto chama-se limite de acuidade visual (aproximadamente 1’, ou seja,
um minuto).
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A ULA 5
-Fenômenos Ópticos: Reflexão (Regular e Difusa), Refração e
Absorção Da Luz
-Explicando os dois tipos de Reflexão da Luz
F ENÔMENOS Ó PTICOS
Quando a luz, proveniente de uma fonte, caminha num meio qualquer, por exemplo,
o ar, e atinge uma superfície S, de separação com outro meio, por exemplo, a água,
podem ocorrer os seguintes fenômenos ópticos:
Reflexão (regular ou difusa) da luz, Refração da luz, ou Absorção da luz.
(1) Se a maior parte da luz, ao atingir S, retornar para o meio em que estava, no
nosso caso, o ar, teremos o fenômeno da reflexão da luz. Ela pode ser Reflexão
Regular ou Reflexão Difusa.
(2) Agora, se a maior parte da luz, ao atingir S, passar para o outro meio, teremos
o fenômeno da refração da luz. Como exemplo, suponha a luz incidindo numa
superfície S, que separa o meio 1, ar, do meio 2, água, de uma piscina. Sabe-se
que a luz passa para o meio 2, mudando de velocidade e, caso incida
obliquamente, mudará, também, de direção.
Também, pegue uma colher e a coloque em um copo parcialmente cheio de água.
Parecerá que a colher está quebrada, pois a luz, ao passar do ar para a água,
muda, além de sua velocidade, de direção nesta passagem. Devido a isto, temos a
impressão da colher estar quebrada. Objetos dentro d’água não estão onde
parecem estar, pelo mesmo motivo.
(3) Finalmente, se a maior parte da luz que atingir a superfície não passar para o
segundo meio, nem retornar ao primeiro, teremos o fenômeno da absorção da luz,
ou seja, a superfície absorve a luz que chega, e parte dessa energia luminosa se
transforma em energia térmica, aquecendo a superfície. Como exemplo, temos a
superfície preta de um objeto. A sensação visual do preto é um mecanismo que
nosso cérebro desenvolveu, para acusar a ausência de luz. Portanto, do ponto de
vista da Óptica, preto não é cor, pois cor é uma característica da luz, e uma
superfície preta não devolve luz.
Podemos observar os fenômenos descritos, na ilustração a seguir.
Repare que o primeiro meio foi denominado meio 1 e, o segundo, denominado meio
2.
EXP
LIC
AN
DO
OS
DOI
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S TIPOS DE REFLEXÃO DA LUZ
A Reflexão pode ser Regular ou Difusa, dependendo da superfície S, na qual
incide a luz. Caso a superfície seja polida, como, por exemplo, a de um espelho,
teremos a Reflexão Regular da Luz: se um feixe de luz paralelo incidir na
superfície, a maior parte dele retornará ao meio 1, também paralelamente. Como
exemplo, temos a superfície metálica, lisa e polida, comumente conhecida como
espelho. A reflexão regular também é chamada de reflexão especular da luz
(relativa a espelho).
Agora, se o feixe incidir em uma superfície S, que não seja polida, que seja áspera,
a maior parte dessa luz do feixe retornará ao meio 1, perdendo o paralelismo, e
chamamos o fenômeno de reflexão difusa da luz, ou difusão da luz. Os objetos
são vistos graças a este fenômeno: a luz, devolvida ao meio, ao atingir nosso globo
ocular, é responsável por acionar o mecanismo da visão. A reflexão se dá sem
regularidade, com espalhamento. Em uma tela de cinema o fenômeno da difusão é
desejável: a luz deve ser espalhada por todo o cinema, para que os espectadores
possam enxergar a projeção do filme com relativa facilidade. Vemos uma parede
por que ela reflete, difusamente, a luz que recebe para nossa vista. A luz solar é
difundida pelas partículas da atmosfera terrestre. O céu apresenta-se totalmente
claro de dia, em virtude desse espalhamento. Se a Terra não possuísse atmosfera,
o céu seria totalmente negro durante o dia, exceto nas posições ocupadas pelo Sol
e pelas estrelas.
A difusão total da luz só ocorre em superfícies totalmente brancas. Em superfícies
coloridas, uma parcela da luz sempre será absorvida.
Ainda, a difusão, que significa espalhamento, da luz é ocasionada pela incidência
desta luz nas partículas de poeira e do ar atmosférico, e por outros corpos
iluminados.
Todos os três fenômenos podem ocorrer simultaneamente, mas, geralmente,
predomina um deles, podendo-se desprezar os outros dois. O que vai ocorrer com
maior intensidade, dependerá do meio 2 e da superfície S.
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A ULA 6
- A Cor de um Corpo
-Prisma de Vidro
-Disco de Newton
- Filtro de Luz
-Luz Monocromática e Luz Policromática
-Cores Fundamentais
A COR DE UM CORPO
A luz solar, também chamada de luz branca, resulta, na verdade, da composição de
todas as luzes de todas as cores existentes na natureza. Ela não é só branca.
Podemos dizer, também, que a luz é composta por diversas radiações de natureza
eletromagnética. Cada uma das radiações corresponde a uma determinada
coloração. As sete cores de luz principais que constituem a luz
branca são (por simplicidade): vermelho, laranja, amarelo, verde,
azul, anil e violeta. Veja a ilustração ao lado.
Vimos que a reflexão difusa da luz é a responsável por
visualizarmos os objetos, ou seja, vemos algo por que este algo
reflete difusamente a luz que recebe. O mesmo se pode dizer das
cores: só as vemos devido ao espalhamento da luz, ao incidir no objeto.
A cor de um corpo apresenta, por reflexão difusa, ao ser iluminado, depende da
constituição da luz que ele reflete (espalha) difusamente.
Suponha que um tecido verde seja iluminado pela luz branca. Como o
enxergamos verde, podemos concluir que o tecido possui, em sua
composição, substâncias que têm a propriedade de difundir a parcela de luz
verde. E as demais cores? Como não as enxergamos, concluímos que foram
absorvidas.
Assim, no tecido verde ocorrem os fenômenos da difusão (da radiação verde) e da
absorção (das demais cores). Analogamente, no tecido azul ocorrem a reflexão
difusa da radiação azul e a absorção das cores restantes. Se a superfície for
branca, ocorrera difusão de todas as cores. Por outro lado, numa superfície
totalmente preta haverá absorção completa de todas as radiações. Então, por
convenção, a cor que se atribui a um corpo é a cor que ele apresenta quando
iluminado por luz branca solar ou equivalente.
Também, o céu é azul por que ao atravessar a atmosfera terrestre a componente
da luz solar que sofre espalhamento (difusão) de maneira mais acentuada é a da
luz azul. Por este motivo, o céu é azul. Se não existisse atmosfera o céu seria
sempre negro, salvo na direção do Sol.
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PRISMA DE VIDRO
A luz do Sol, ao incidir sobre uma das faces de um prisma de vidro, decompõe-se
em um leque com infinitas cores, das quais se destacam as sete já mencionadas,
que são chamadas de cores do arco-íris.
A decomposição se dá por refração, isto é, cada cor tem uma velocidade
diferente de propagação no vidro. A cor vermelha, que desvia menos, tem a
maior velocidade e a violeta, que desvia mais, tem a menor velocidade.
DISCO DE NEWTON
Assim como o prisma decompõe a luz branca (luz do Sol), o
disco de Newton, pintado nas sete cores, pela ordem da
sequência (vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil,
violeta), girando em alta velocidade, “compõe” as cores,
dando a luz branca
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FILTRO DE LUZ
É todo dispositivo feito de material transparente que permite a passagem de apenas
uma determinada cor, absorvendo as demais.
LUZ MONOCROMÁTICA E LUZ POLICROMÁTICA: A luz pode ser, quanto à cor,
classificada em monocromática ou policromática:
Luz monocromática: é constituída de uma só cor como, por exemplo, a luz amarela
emitida pelo vapor de sódio, nas lâmpadas.
Luz policromática: resulta da superposição de duas ou mais cores diferentes como,
por exemplo, a luz branca do Sol ou a luz emitida pelo filamento de lâmpada
comum.
C ORES FUNDAMENTAIS
Segundo a teoria de Helmholtz, a retina de nossos olhos possui um nervo sensível
à luz vermelha, outro à luz verde e um terceiro à luz azul. Quando vemos um corpo
de cor vermelha, estamos recebendo luz vermelha, a qual excita o nervo
correspondente. O mesmo ocorre quando estamos vendo um corpo de cor verde ou
azul. A visão das outras cores é consequência da superposição destas três cores,
denominadas cores fundamentais.
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