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 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. __________________ *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.