Meios de Propagação Raios e Feixes de Luz O que
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2/4/2012 Óptica Geométrica Módulo 1 Óptica Geométrica : Estuda o comportamento de um raio de luz desde o momento que é emitido por uma fonte de luz, até a chegada a um sistema óptico para formação de imagens. Fundamentos F d t de d Óptica Geométrica Óptica Fisiológica : Estuda a anatomia e fisiologia do globo ocular bem como seus defeitos. Óptica Física : Estuda a Luz como partícula que interage com a matéria. As partículas de luz são chamadas de fótons. www.10emfisica.pro.br Prof. Juliano Barboza Fontes de Luz www.10emfisica.pro.br Prof. Juliano Barboza Meios de Propagação Estrelas Fonte Primária Classificação de meio de propagação Lâmpada acesa Fonte de luz Quanto a visualização da fonte de luz Lua Fonte Secundária Lâmpada apagada Transparente Translúcido Opaco Permite a visualização nítida fonte de luz. Não permite a visualização nítida da fonte de luz. Não permite a visualização da fonte de luz. Classificação de fontes de luz Quanto a emissão Quanto ao tamanho a) Fonte Primária (luminoso): produz a luz que emite. a) Puntiforme: pequena em relação ao observador. Ex. Estrela para nós. Telescópio Espacial Hubble Quanto a homogeneidade b) Fonte Secundária (iluminado): remite a luz recebida. b) Extensa: grande em relação ao observador. Ex. Sol para nós. www.10emfisica.pro.br Prof. Juliano Barboza Raios e Feixes de Luz Homogêneo Heterogêneo Possui todas as características física e químicas inalteradas em toda extensão do meio. Não mantém as características física e químicas inalteradas em toda extensão do meio. www.10emfisica.pro.br Prof. Juliano Barboza O que é a Luz Espectro Eletromagnético Você consegue enxergar a luz ? NÃO A luz é um tipo de onda eletromagnética que fica em uma faixa de freqüência que a torna visível ao olho humano normal Enxergamos apenas as fontes de luz (primárias ou secundárias). Os raios de luz são segmentos de reta orientados que representam a trajetória seguida pela luz. luz Os pinceis de luz são conjuntos de raios de luz. Toda onda eletromagnética no vácuo tem uma velocidade de 300.000 km/s. Essa velocidade é limite para qualquer corpo dentro de nosso universo observável. Tipos de Pincéis de luz www.10emfisica.pro.br c = 3 x 105 km / s ou c = 3 x 108 m / s Prof. Juliano Barboza www.10emfisica.pro.br Prof. Juliano Barboza 1 2/4/2012 Medidas Astronômicas I Medidas Astronômicas II Ano - Luz Unidade Astronômica O ano-luz é uma unidade de medida de distância. Um ano-luz corresponde a distância percorrida pela luz em um ano. Parsec A Unidade Astronômica corresponde a distância O parsec pode ser entendido como a distância à entre a Terra e o Sol e que corresponde a, qual se deveria situar um observador para ver aproximadamente, 150.000.000 km. uma unidade astronômica (UA) sob o ângulo de um segundo de arco. Δt = 1 ano = 3 x10 s 7 Sol V = 3 x10 5 km / s Terra Vm = ΔS Δt 1” 1 parsec ΔS = Vm x Δt 1 UA ΔS = 3.105 x 3.107 = 9 x1012 km 1 UA ΔS ≅ 1.10 km 13 1 Ano Luz = 63.241 UA 1 parsec = 3,26 anos-luz 100 anos luz de diâmetro www.10emfisica.pro.br Prof. Juliano Barboza Princípios da Óptica Geométrica www.10emfisica.pro.br Prof. Juliano Barboza Aplicações dos Princípios da Propagação Retilínea Câmara Escura 1- Princípio da Propagação Retilínea da Luz Em meios homogêneos e transparentes a luz propaga-se em linha reta. Determinação de Sombra em Prédio 2- Princípio da Independência dos Raios de Luz Sombra e Penumbra Os raios de luz são independentes mesmo quando se cruzam Eclipses Solar e Lunar 3- Princípio da Reversibilidade dos Raios de Luz Todo raio de luz percorre a mesma trajetória em sentidos contrários. www.10emfisica.pro.br Prof. Juliano Barboza Câmara Escura www.10emfisica.pro.br Prof. Juliano Barboza Determinação Altura de Sombras A câmara escura pode ser considerada a origem da máquina fotográfica atual. H h = B b Temos também em nosso site, um projeto de construção de câmara escura produzido pelo Departamento de Óptica do Instituto de Física da Unicamp. Unicamp Dê uma olhadinha.... Click aqui.... H h B h H B www.10emfisica.pro.br b A pirâmide de Quéops e o grego Tales de Mileto H h = B b Embora Tales fosse Grego, supõe-se que viveu algum tempo no Egito onde provavelmente aprendeu geometria e na Babilônia onde entrou em contato com tabelas e instrumentos astronômicos. Faz parte do seu mito o fato de ter previsto o eclipse solar de 585 a.C., embora muitos historiadores da ciência duvidem que os meios existentes na época permitissem tal proeza. Atribui-se a Tales o cálculo da altura das pirâmides, bem como o cálculo da distância até navios no mar, por triangulação b Prof. Juliano Barboza www.10emfisica.pro.br Prof. Juliano Barboza 2 2/4/2012 Eclipses Sombra e Penumbra O eclipse é um fenômeno que acontece quando um astro é “escondido” de nós por outro astro. Na Terra podem ocorrer eclipses de nosso Sol e Lua, mas também podemos perceber eclipses de luas em outros planetas do sistema solar. Fonte de Luz Extensa Fonte de Luz Puntiforme Para visualizarmos os eclipses do Sol e da Lua de nossa Terra, devem acontecer um perfeito alinhamento entre esse três astros. Mas, isso não é simples assim. Click aqui e aprofunde... h H H h = B b b P P Sombra B www.10emfisica.pro.br Os eclipses são fenômenos periódicos de forma que um número praticamente idêntico de eclipses Solares totais e parciais acontecem em um período de 18 anos e 11 dias (ou a cada 6.583,32 dias), num ciclo chamado "Ciclo de Saros". Prof. Juliano Barboza Eclipse Solar www.10emfisica.pro.br Eclipse Lunar Acontece quando o alinhamento especial dos astros é: Acontece quando o alinhamento especial dos astros é: SoL Sol - Lua Prof. Juliano Barboza - - Terra - Lua Terra Penumbra Sombra Eclipse Parcial do Sol Eclipse Total do Sol Sombra Penumbra Penumbra A lua para ocorrência do eclipse solar é Nova. Para relembrar as fases da lua, click aqui... www.10emfisica.pro.br Eclipse Total do Sol Eclipse Parcial do Sol Prof. Juliano Barboza Fenômenos da Óptica Geométrica Eclipse Parcial do Sol A lua para ocorrência do eclipse solar é Cheia. Para relembrar as fases da lua, www.10emfisica.pro.br Prof. Juliano Barboza Descrição dos Fenômenos I 1. Reflexão da Luz 2. Refração da Luz Dispersão da Luz A luz branca pode se dispersar subdividindo-se em 7 cores que são: Refração da Luz Fenômeno que ocorre quando um raio de luz incide sobre uma superfície e muda de meio de propagação. N RI Tipos de reflexão Absorção Vermelho Alaranjado Amarelo Verde Azul Anil RR Violeta Velocidade de R RR Fenômeno que ocorre quando um raio de luz incide sobre uma superfície e passa a se propagar no mesmo meio. Des svio do RR Reflexão da Luz Reflexão difusa Reflexão regular www.10emfisica.pro.br Prof. Juliano Barboza www.10emfisica.pro.br Prof. Juliano Barboza 3 2/4/2012 Reflexão da Luz Descrição dos Fenômenos II 3. Absorção da Luz É um fenômeno que ocorre quando um raio de luz que incide em uma superfície tem sua energia incorporada na superfície. Como conseqüência poderá haver aumento em sua temperatura. Fenômeno que ocorre quando um raio de luz incide sobre uma superfície e volta a se propagar no mesmo meio. N RI ∧ Bandeira do Brasil iluminada por luz branca RR ∧ 1ª Lei i r d O Raio Incidente (RI), o Raio Refletido (RR) e a Normal São coplanares. 2ª Lei ^ Bandeira do Brasil iluminada com luz amarela i Ângulo de incidência O Ângulo de Incidência é igual ao Ângulo de Reflexão. ^ r Ângulo de Reflexão ^ d www.10emfisica.pro.br Prof. Juliano Barboza Classificação de Ponto em Relação a Sistemas Ópticos Ângulo de Desvio www.10emfisica.pro.br ∧ ∧ i = r Prof. Juliano Barboza Classificação de Ponto em Relação a Sistemas Ópticos Ponto Objeto: Vértice de um pincel de Luz que chega a um sistema óptico (SO). Ponto Imagem: Vértice de um pincel de Luz que sai a um sistema óptico (SO). www.10emfisica.pro.br www.10emfisica.pro.br Prof. Juliano Barboza Espelhos Planos Espelhos Planos Sistema óptico formado por uma camada de vidro e uma película de material capaz de refletir a luz regularmente ( alumínio). Fonte Extensa Fonte Puntiforme POR • Objeto e imagens eqüidistantes ao espelho • Objeto e imagem possuem naturezas opostas • Sistema óptico Estigmático N PIV N • Imagem do mesmo tamanho que o objeto. • Imagem é enantiomorfa (reversa). www.10emfisica.pro.br Prof. Juliano Barboza www.10emfisica.pro.br Prof. Juliano Barboza 4 2/4/2012 Aplicações em Espelhos Planos Aplicações em Espelhos Planos 1. Trajetória de um raio refletido 3. Translação de Espelhos 2. Campo visual A B Rebater o Observador e traçar dois raios de luz que tangenciam o espelho dos dois lados D = 2.d Sendo D = 2.(x + d) - 2.x >>> D = 2.d A” Definir o Campo Visual entre as duas tangentes Prof. Juliano Barboza www.10emfisica.pro.br www.10emfisica.pro.br Prof. Juliano Barboza Aplicações em Espelhos Planos 4. Associação de Espelhos α >> ângulo entre os espelhos N >> número de imagens www.10emfisica.pro.br Prof. Juliano Barboza 5
