Óptica Geométrica. Luz. Prof. Vicente. Fontes de Luz

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Júlio Santarém Martinho
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1 Luz Óptica Geométrica Prof. icente Agente físico capaz de sensibilizar nossos órgãos visuais. orma de energia que se propaga através de ondas eletromagnéticas.(teoria Ondulatória da Luz) ompreende a região do espectro eletromagnético do vermelho até o violeta. Propaga-se, no vácuo, com velocidade de km/s.(ou m/s) ontes de Luz ontes Primárias ou corpos luminosos: emitem luz própria. Ex:Sol, vela acesa, lâmpada acesa, vagalume etc. onte puntiforme (ou pontual): Quando as suas dimensões geométricas são desprezíveis quando comparadas com a sua distância ao observador. Obs.:Em caso contrário dizemos que a fonte é extensa. ontes Secundárias ou corpos iluminados: refletem a luz produzida pelas fontes primárias. Ex: Lua, nuvens, você etc. Ex.:Uma lâmpada situada a 20 cm de um observador é uma fonte extensa; a 500 m, é uma fonte puntiforme. Raio Luminoso: representa a direção e o sentido de propagação da luz. eixe Luminoso: conjunto de raios luminosos. 1. ônico onvergente 2. ônico Divergente 3. ilíndrico 1

2 Meios de propagação da Luz Meios Transparentes: Permitem a passagem da luz sem desvios. Ex:ácuo,ar, pequenas camadas de vidro e água. Meios Translúcidos: A luz sofre desvio e há bastante difusão. Ex:Neblina, papel vegetal, vidro fosco. Meios Opacos: A luz não se propaga. Ex: oncreto, madeira. Princípios da Óptica Geométrica 1-Princípio da Propagação Retilínea da Luz. Em meios transparentes e homogêneo a luz se propaga em linha reta. Sombra Penumbra 2

Reflexão Luminosa onsiste no fato da luz

3 Eclipse Solar e Lunar âmara escura de orifício 2-Princípio da Independência dos Raios Luminosos. Quando raios luminosos se encontram, cada um continua sua propagação independentemente da presença do outro. 3-Princípio da Reversibilidade dos Raios Luminosos. A trajetória de um raio de luz não se modifica quando se inverte o sentido de sua propagação. Reflexão Luminosa onsiste no fato da luz voltar a se propagar no meio de origem, após incidir na superfície de separação deste com outro. Pode ser de dois tipos: Regular ou Especular -Regular ou Especular -Difusa 3

Difusa Luz Branca A luz solar é denominada de luz branca;

cor de um objeto é a parcela de luz refletida difusamente

or dos Objetos = Interação entre a luz incidente e o

Leis da Reflexão 1ª Lei da Reflexão: O raio incidente(ri),

4 Difusa Luz Branca A luz solar é denominada de luz branca; A luz branca é policromática; A cor de um objeto iltros A cor de um objeto é a parcela de luz refletida difusamente por ele. or dos Objetos = Interação entre a luz incidente e o pigmento. Leis da Reflexão 1ª Lei da Reflexão: O raio incidente(ri), o raio refletido(rr) e a reta normal(n) ao ponto de incidência são coplanares. 2ª Lei da Reflexão: O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão. Espelho Plano Qualquer superfície plana e polida, onde predomina a reflexão regular. Representação: Superfície refletora plana 4

Imagem É formada pelo cruzamento dos raios luminosos

Real:ormada pelo cruzamento efetivo dos raios refletidos; Objeto Real

irtual:ormada pelo cruzamento dos prolongamentos dos raios refletidos.

objeto e a imagem são figuras enantiomorfas (formas opostas). 1.

5 Imagem É formada pelo cruzamento dos raios luminosos refletidos(emergentes). ormação da Imagem num Espelho Plano Pode ser: 1.Real:ormada pelo cruzamento efetivo dos raios refletidos; Objeto Real Imagem irtual 2.irtual:ormada pelo cruzamento dos prolongamentos dos raios refletidos. Propriedades das Imagens num Espelho Plano(objeto real) Reversão O objeto e a imagem são figuras enantiomorfas (formas opostas). 1. Imagem irtual 2. Imagem Direita (Não Invertida) 3. Imagem Simétrica 4. A altura do objeto é igual à altura da imagem (Ho=Hi) 5. Imagem Reversa Ângulo isual ampo isual 5

6 Imagens múltiplas em dois espelhos associados 360 N = 1 α Espelho Esférico É toda superfície refletora com a forma de uma calota esférica. alota ôncavo É aquele espelho cuja face interna da calota é refletora de luz. Superfície Esférica Plano de corte onvexo É aquele espelho cuja face externa da calota é refletora de luz. Elementos Geométricos de um Espelho Esférico α R R Eixo Secundário Eixo Principal R :raio de curvatura α :ângulo de abertura Espelho ôncavo 6

7 Elementos Geométricos de um Espelho Esférico ondições de Nitidez de Gauss Eixo Principal Espelho onvexo R R α R :raio de curvatura α :ângulo de abertura 1. α < 10º α Eixo Principal 2. OsO raios devem incidir próximos ao eixo principal com pouca inclinação (para-axiais). oco em espelho gaussiano oco Principal P reta normal f f R=2.f oco Principal Real Espelho Esférico ôncavo é um Sistema Óptico onvergente oco Principal entro de urvatura Todo raio que incide passando pelo centro de curvatura reflete sobre si mesmo oco Principal irtual Espelho Esférico onvexo é um Sistema Óptico Divergente 7

8 entro de urvatura Todo raio que incide na direção do centro de curvatura reflete sobre si mesmo értice Todo raio que incide sobre o vértice refletirá simétrico em relação ao eixo principal értice Todo raio que incide no vértice reflete simetricamente em relação ao eixo principal oco Principal Todo raio que incide paralelamente ao eixo principal, reflete passando pelo foco oco Principal Todo raio que incide paralelamente ao eixo principal, reflete na direção do foco oco Principal Todo raio que incide pelo foco, reflete paralelamente ao eixo principal 8

9 oco Principal Todo raio que incide na direção do foco, reflete paralelamente ao eixo onstrução Gráfica das Imagens Espelho ôncavo Posição do Objeto: Antes do ponto aracterísticas da Imagem: Real Menor que o objeto Invertida Posição da Imagem: Entre e Exemplo Posição do Objeto: No ponto aracterísticas da Imagem Posição da Imagem Real No ponto Mesmo tamanho que o objeto Invertida Exemplo Posição do Objeto: Entre e aracterísticas da Imagem Real MAIOR que o objeto Invertida Posição da Imagem Antes do ponto 9

objeto Direita Posição da Imagem Atrás do espelho Espelho onvexo Posição do Objeto: Qualquer

10 Exemplo Posição do Objeto: oincidente com aracterísticas da Imagem Imagem Imprópria (No infinito) Posição do Objeto: Entre e Exemplo aracterísticas da Imagem irtual MAIOR que o objeto Direita Posição da Imagem Atrás do espelho Espelho onvexo Posição do Objeto: Qualquer posição Exemplo aracterísticas da Imagem irtual MENOR que o objeto Direita Posição da Imagem Entre e 10

11 Observação Equação dos Pontos onjugados de Gauss 1 f = 1 di + 1 do Aumento Linear Transversal Referencial de Gauss (+) + A = Hi Ho = di do + (-) + (+) (+) (+) (+) (+) - (+) - Referencial de Gauss (+) + (-) (+) (+) + - OBJETO REAL IMAGEM REAL IMAGEM IRTUAL do > 0 Ho > 0 di > 0 Hi < 0 di < 0 Hi >0 - (-) ESPELHO ÔNAO ESPELHO ONEXO f > 0 f < 0 11

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