Óptica Geométrica - Instituto de Física
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Óptica Geométrica Reflexão, refração, espelhos planos, esféricos e lentes Prof. Rafael Pezzi Instituto de Física – UFRGS 10/06/16 Espectro Eletromagnético https://commons.wikimedia.org/wiki/File:EM_spectrumrevised.png (12/06/2013) Radiação eletromagnética https://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_radiation (12/06/2013) Espectro Eletromagnético https://pt.wikipedia.org/wiki/Espectro_eletromagnético (12/06/13) Radiação de Corpo Negro https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Wien (12/06/2013) https://pt.wikipedia.org/wiki/Radiação_de_corpo_negro (12/06/13) Princípios Fundamentais da Óptica Geométrica ● Propagação retilínea dos raios em meios homogêneos, transparentes e isotrópicos ● Independência dos raios ● Reversibilidade dos raios Reflexão e Refração '1 1 Reflexão: 1= ' 1 Heron de Alexandria (~60 dC) n1 n2 Refração: 2 n 1 sen 1=n2 sen 2 c n= v Reflexão interna total: Ângulo Crítico quando 1= 2 n1 sen crit = n2 Lei de Snell-Descartes Velocidade da Luz no vácuo Velocidade da Luz no meio Snellius em 1621 Descartes em 1637 Ibn Sahl em 984 Índice de Refração Dispersão cromática https://en.wikipedia.org/wiki/Chromatic_dispersion Arco-íris Fonte: https://en.wikipedia.org/wiki/Rainbow Arco-íris Fontes: https://pt.wikipedia.org/wiki/Arco-íris e https://en.wikipedia.org/wiki/Rainbow Espelhos planos Objeto puntual Objeto extenso Lado virtual Lado virtual Lado real Lado real: sinal positivo Lado virtual: sinal negativo Lado real i =− p O lado real é aquele no qual os raios de luz serão encontrados após interagirem com o aparato óptico Espelhos esféricos Espelho Côncavo ● ● ● Válido para espelhos pequenos, tamanho menor que o raio de curvatura (de 8 a 10 graus da esfera, ao redor do eixo de simetria) Assim são chamados de espelhos de Gauss Reduzem aberração esférica Espelho Convexo Lado real Espelho Côncavo Distância focal positiva Lado virtual Foco de espelhos esféricos Relação entre distância focal e raio de curvatura: 1 f= r 2 Espelho Convexo Lado virtual Distância focal negativa Lado real Imagem em espelhos côncavos (i=−∞) (i=+∞) Ex 1: f= 30 cm, p=15 cm, i=?, m=? Ex 2: f= 30 cm, p=30 cm, i=?, m=? Relações entre distâncias focal, do objeto, da imagem, e taxa de aumento: 1 1 1 = p i f Aumento: h' m= h Ex 3: f= 30 cm, p=40 cm, i=?, m=? −i m= p Altura da imagem Altura do objeto Imagem em espelhos convexos Ex 4: f= -30 cm, p=15 cm, i=? m=? Ex 5: f= -30 cm, p=40 cm, i=? m=? Relações entre distâncias focal, do objeto, da imagem, e taxa de aumento: 1 1 1 = p i f Aumento: h' m= h −i m= p Altura da imagem Altura do objeto Imagens formadas por superfícies curvas Lado virtual n1 Lado real n 2n1 n1 n2 n 2−n1 = p i r objeto Imagem real Lado virtual n1 n 2n1 objeto r=11 cm n1=1 n2=1.9 p=19 cm i=? Lado real h ' −n1 i m= = h n2 p Imagem virtual Lado virtual n1 objeto n 2n1 Lado real Imagem real Refração por lentes delgadas Lente convergente Lado real Lado virtual 1 1 1 = p i f Distância focal positiva Lente divergente Lado virtual nlente 1 = −1 f nmeio 1 1 − r1 r 2 Lado real Distância focal negativa Imagens formadas por lentes convergentes Lado real Lado virtual Imagem real Imagem virtual Lado virtual Lado real Imagens formadas por lentes divergentes O olho humano Formação de imagens no olho Objeto distante Fonte: Wikimedia Commons Objeto próximo Miopia Dificuldade em focalizar objetos distantes. Imagem formada antes da retina. Fonte: Wikipédia Hipermetropia https://pt.wikipedia.org/wiki/Hipermetropia Imagens formadas por sistemas de lentes
