Aula 17

FÍSICA
2° ANO
ENSINO MÉDIO
PROF. NELSON BEZERRA
PROF. JEAN CAVALCANTE
CONTEÚDOS E HABILIDADES
Unidade IV
Ser Humano e Saúde
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CONTEÚDOS E HABILIDADES
Aula 17
Conteúdos
•• Óptica geométrica: Raios de luz convergentes,
divergentes e paralelos, Princípios da óptica geométrica;
o olho humano.
•• Óptica geométrica: Reflexão e suas leis; refração e Lei de
Snell-Descartes, absorção.
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CONTEÚDOS E HABILIDADES
Habilidades
•• Entender os conceitos básicos da óptica geométrica,
saber diferenciar feixes convergentes e divergentes e
conhecer os elementos principais da visão humana.
•• Compreender os conceitos da Óptica geométrica.
Compreender os conceitos das propriedades da refração
da luz entender o índice de refração e a Lei de Snell
Descartes.
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AULA
A óptica
É a parte de física que estuda a luz e os
fenômenos luminosos.
Define-se luz como sendo o agente físico
que sensibiliza nossos órgãos visuais.
A Luz é uma onda eletromagnética
e sua velocidade no vácuo é de
aproximadamente 3,0 x 108 m/s ou
300.000 km/s.
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AULA
A óptica é dividida em:
•• Óptica Geométrica: Estuda os fenômenos luminosos
baseados em leis empíricas (experimentais), que são
explicados sem que haja necessidade de se conhecer
a natureza física da luz. A óptica geométrica usa como
ferramenta de estudo a geometria.
•• Óptica Física: Estuda a compreensão da natureza física
da luz e fenômenos como interferência, polarização,
difração, dispersão entre outros.
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AULA
Raios de Luz
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AULA
Raios de Luz
São linhas que representam a direção e o sentido de
propagação da luz. A ideia de raios de luz é puramente
teórica, e tem como objetivo facilitar o estudo.
Um conjunto de raios de luz, que possui uma abertura
relativamente pequena entre os raios, é chamado de Pincel
Luminoso.
O conjunto de raios luminosos, cuja abertura entre os raios
é relativamente grande, é chamado Feixe Luminoso.
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AULA
Os Feixes Luminosos ou os Pincéis Luminosos podem ser
classificados em:
•• Convergente
•• Divergente
•• Paralelo
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AULA
Fontes de Luz
As fontes de luz são corpos capazes de
emitir luz, seja ela própria ou refletida.
Fontes de luz podem ser classificadas em:
Fontes de luz Primárias: são fontes de luz
que emitem luz própria. Elas podem ser:
Incandescentes: Quando emitem luz a altas
temperaturas.
Ex: O Sol, a chama de uma vela e as
lâmpadas de filamento.
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AULA
Fontes de Luz
Luminescentes: Quando emitem luz a baixas temperaturas.
As fontes de luz primária luminescentes poder ser
fluorescentes ou fosforescentes.
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AULA
Fontes de Luz
Fluorescentes: emitem luz apenas enquanto durar a ação do
agente excitador.
Ex: Lâmpadas fluorescentes.
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AULA
Fosforescentes: Emitem luz por
um certo tempo, mesmo após
ter cessado a ação do excitador.
Nessas fontes de luz a energia
radiante é proveniente de uma
energia potencial química.
Ex: Interruptores de lâmpadas e
ponteiros luminosos de relógios.
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AULA
Fontes Secundárias
São aquelas que emitem apenas a
luz recebida de outros corpos.
Ex: Lua, cadeiras, roupas, etc.
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AULA
Meios de propagação da luz
Os diferentes meios materiais
comportam-se de forma diferente
ao serem atravessados pelos raios
de luz, por isso são classificados
em:
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AULA
Meio transparente
É um meio óptico que permite a
propagação regular da luz, ou seja,
o observador vê um objeto com
nitidez através do meio. Exemplos:
ar, vidro comum, papel celofane,
etc...
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AULA
Meio translúcido
É um meio óptico que permite
apenas uma propagação irregular
da luz, ou seja, o observador vê o
objeto através do meio, mas sem
nitidez.
Meio opaco
É um meio óptico que não permite
que a luz se propague, ou seja,
não é possível ver um objeto
através do meio.
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AULA
Princípios da óptica geométrica
Princípio da propagação retilínea da luz
Nos meios homogêneos e transparentes a luz se propaga
em linha reta
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AULA
O eclipse
É um dos principais efeitos do princípio da propagação
retilínea da Luz. Temos o eclipse do Sol e o eclipse da Lua.
No eclipse do Sol a Lua se interpõe entre o Sol e a Terra e,
então, a sombra da Lua é projetada sobre a Terra.
No eclipse da Lua a Terra se interpõe entre o Sol e a Lua e,
então, a sombra da Terra envolve a Lua.
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AULA
No eclipse da Lua a Terra se interpõe entre o Sol e a Lua e,
então, a sombra da Terra envolve a Lua.
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AULA
Princípio da independência dos raios luminosos
Quando raios luminosos se cruzam, cada um deles segue
seu trajeto como se os outros não existissem.
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AULA
Princípio da
reversibilidade dos
raios de luminosos
A trajetória seguida pela
luz independe do sentido
de sua propagação
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AULA
Olho humano
O olho humano é um
sistema óptico complexo,
formado por vários
meios transparentes
além de um sistema
fisiológico com inúmeros
componentes.
Todo o conjunto que
compõe a visão humana
é chamado globo ocular.
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AULA
A luz incide na córnea e converge até a retina, formando as
imagens.
Para esta formação de imagem acontecem vários
fenômenos fisiológicos, no entanto, para o estudo da óptica
podemos considerar o olho como uma lente convergente,
com distância focal variável. Sendo representado:
Tal representação é chamada olho reduzido, e traz a
representação das distâncias entre a córnea e a lente
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AULA
Tal representação é chamada olho reduzido, e traz a
representação das distâncias entre a córnea e a lente
e entre a lente e a retina, sendo a última a distância da
imagem produzida em relação a lente.
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DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
Responda as perguntas a seguir, baseado na leitura do texto
dado acima.
1. Em Quais partes está dividida a óptica geométrica?
2. Faça um desenho que represente cada um dos feixes
luminosos: Convergente, divergente e paralelo.
3. O que são fontes de Luz primárias? Dê exemplos.
4. Quais são os princípios da óptica geométrica?
5. Explique como acontece o eclipse do Sol.
6. Qual o tipo de lente que é comparado com o olho
humano?
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AULA
Dos gregos aos tempos modernos
Você sabe que a luz é um elemento
essencial para a visão, afinal, no
escuro não vemos objeto algum.
A busca por fontes de luz que
substituíssem o Sol, quando ele
desaparecesse no horizonte, foi
uma das primeiras necessidades da
espécie humana.
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AULA
Por isso, o fogo foi uma conquista
fundamental para a sobrevivência das
pessoas, já que, além da sua função
no preparo dos alimentos, permitiu
que se executassem tarefas durante
a ausência de luz solar. A descoberta
de um número grande de tochas de
aproximadamente 100mil anos atrás
testam que nossos antepassados da
Idade da Pedra já buscavam vencer a
escuridão.
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AULA
Vejamos um pouco da história
da ciência que estuda a luz e
que chamamos de Óptica. Ao
longo dos anos, muitos foram os
colaboradores. Talvez os primeiros
tenham sido Euclides, que viveu
no século III a.C., com sua obra
de geometria Os elementos, e
Arquimedes, que, segundo alguns
historiadores, concebeu e utilizou os
espelhos ardentes, dispositivos que
provocavam incêndios por meio
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AULA
de concentração de raios solares na
época da guerra púnica, em 214 a.C.
Muitos cientistas se perguntavam
sobre a natureza da luz até a nossa
atualidade.
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AULA
Se faz a seguinte pergunta, como
seria o mundo atual sem instrumentos
ópticos, como microscópio e o
telescópio? Provavelmente ainda
estaríamos morrendo aos 35 anos,
vítimas de doenças que hoje estão
completamente erradicadas ou
mesmo passiveis de cura graças
a medicamentos e tratamentos de
ultima geração.
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AULA
Muitos avanços aconteceram,
desde o homem ir a Lua, até
mesmo as fibras ópticas que são
fundamentais em medicina e nas
telecomunicações. E o que as lentes
são capazes de fazer? As lentes
são componentes primordiais no
estudo da Óptica, prestando-se
à correção da visão humana. São
utilizadas ainda como componentes
de máquinas fotográficas, filmadoras,
projetores, lunetas, binóculos, além
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AULA
da sua aplicação em outros sistemas
ópticos.
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AULA
Reflexão
É o fenômeno que consiste no fato de a luz voltar a se
propagar no meio de origem, após incidir na superfície de
separação deste com o outro meio.
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AULA
Refração
É o fenômeno que consiste no fato de a luz passar de um
meio para outro diferente.
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AULA
AB = raio de luz incidente
BC = raio de luz refletido
N = reta normal à superfície no
ponto B
T = reta tangente à superfície no
ponto B
i = ângulo de incidência, formado
entre o raio incidente e a reta
normal.
r = ângulo refletido, formado entre
o raio refletido e a reta normal.
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AULA
Leis da Refração
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AULA
Onde:
Raio 1 é o raio incidente, com velocidade e comprimento de
onda característico;
Raio 2 é o raio refratado, com velocidade e comprimento de
onda característico;
A reta tracejada é a linha normal à superfície;
O ângulo formado entre o raio 1 e a reta normal é o ângulo
de incidência;
O ângulo formado entre o raio 2 e a reta normal é o ângulo
de refração;
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AULA
Conhecendo os elementos de uma refração podemos
entender o fenômeno através das duas leis que o regem.
1ª Lei da Refração
A 1ª lei da refração diz que o raio incidente (raio 1), o raio
refratado (raio 2) e a reta normal ao ponto de incidência
(reta tracejada) estão contidos no mesmo plano, que no
caso do desenho acima é o plano da tela.
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AULA
2ª Lei da Refração - Lei de Snell Descartes
A 2ª lei da refração é utilizada para calcular o desvio dos
raios de luz ao mudarem de meio, e é expressa por:
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AULA
Absorção: Neste fenômeno parte da energia do feixe de luz
é absorvida pela superfície de separação.
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DINÂMICA LOCAL INTERATIVA
Responda as perguntas a seguir, baseado na leitura do texto
dado acima.
1) Conforme o texto da aula, o que você entendeu por:
a) Reflexão?
b) Refração?
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RESUMO DO DIA
Óptica Geométrica
Raio de Luz
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RESUMO DO DIA
Óptica Geométrica
Fontes de Luz
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RESUMO DO DIA
Óptica Geométrica
Meios de propagação da Luz
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RESUMO DO DIA
Óptica Geométrica
1. Princípios da óptica geométrica:
2. Propagação retilínea;
3. Independência dos raios de luz;
4. Reversibilidade dos raios de luz.
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RESUMO DO DIA
Óptica Geométrica
O olho humano
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RESUMO DO DIA
Reflexão
É o fenômeno que consiste no fato de a luz voltar a se
propagar no meio de origem, após incidir na superfície de
separação deste com o outro meio.
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RESUMO DO DIA
Refração
É o fenômeno que consiste no fato de a luz passar de um
meio para outro diferente.
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RESUMO DO DIA
Leis da Reflexão:
1ª Lei da reflexão: O raio de luz refletido e o raio de luz
incidente, assim como a reta normal à superfície, pertencem
ao mesmo plano, ou seja, são coplanares.
2ª Lei da reflexão: O ângulo de reflexão (r) é sempre igual ao
ângulo de incidência (i). i = r
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RESUMO DO DIA
Leis da Refração
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RESUMO DO DIA
1ª Lei da Refração
A 1ª lei da refração diz que o raio incidente (raio 1), o raio
refratado (raio 2) e a reta normal ao ponto de incidência
(reta tracejada) estão contidos no mesmo plano, que no
caso do desenho acima é o plano da tela.
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RESUMO DO DIA
2ª Lei da Refração - Lei de Snell Descartes
A 2ª lei da refração é utilizada para calcular o desvio dos
raios de luz ao mudarem de meio, e é expressa por:
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