PRINCÍPIOS DA ÓPTICA. Professor Paulo Christakis, M.Sc. 10/10/2016 1

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1 PRINCÍPIOS DA ÓPTICA 10/10/2016 1

2 O QUE É A LUZ? A luz é uma forma de energia que não necessita de um meio material para se propagar. A luz do Sol percorre a distância de 150 milhões de quilômetros com uma velocidade de km/s (no vácuo), demorando por volta de 8 minutos para atingir a Terra. Ela é indispensável para a manutenção da vida no planeta e responsável pela visualização dos objetos. 10/10/2016 2

3 A luz solar, denominada branca, é policromática (composta de várias cores) e pode ser decomposta em luzes monocromáticas (de uma só cor). A luz branca é constituída de sete luzes monocromáticas, como pode ser visto na imagem a seguir. 10/10/2016 3

4 A decomposição pode ser feita incidindo a luz branca sobre um prisma ou observando-a naturalmente na formação de um arco-íris. Esse fenômeno é denominado dispersão. 10/10/2016 4

5 Essa decomposição só é possível porque cada luz monocromática possui velocidade diferente nos diversos meios, como vidro, água etc. No vácuo não se percebe a decomposição, pois todas as luzes possuem a mesma velocidade ( km/s). 10/10/2016 5

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7 Os objetos (como o Sol, uma pessoa, uma mesa etc.) serão chamados de fonte de luz. 10/10/2016 7

8 As fontes de luz classificam-se em dois tipos: primária e secundária. Fonte primária ou corpo luminoso A fonte primária, também chamada de corpo luminoso, corresponde a todo corpo que emite luz própria, como o Sol, uma lâmpada acesa, uma barra de ferro aquecida ao rubro, a chama de uma vela etc. 10/10/2016 8

9 A fonte de luz primária pode ser classificada em incandescente e luminescente. Incandescente: emite luz à temperatura elevada. Por exemplo: a lâmpada incandescente. 10/10/2016 9

10 Luminescente: emite luz à temperatura baixa. Por exemplo: a lâmpada fluorescente. As lâmpadas fluorescentes emitem luz pela passagem da corrente elétrica através de um gás. Essa descarga emite quase que totalmente radiação ultravioleta (invisível ao olho humano), que, por sua vez, é convertida em luz pelo pó fluorescente que reveste a superfície interna do bulbo. 10/10/

11 É da composição desse pó fluorescente que resultam as mais diferentes alternativas de cor de luz adequadas a cada tipo de aplicação. Ele determina a qualidade e a quantidade de luz, além da eficiência na produção de cor. 10/10/

12 Fonte secundária ou corpo iluminado A fonte secundária, ou corpo iluminado, é todo corpo que emite luz após receber a luz de outros corpos. Se não receber luz, não pode ser visualizado. Por exemplo: a Lua, uma cadeira, um livro etc. 10/10/

13 A LUZ E SUA ORIENTAÇÃO Denomina-se raio de luz uma linha que representa a direção e o sentido de propagação da luz em um meio. É importante destacar que esse conceito é puramente teórico e objetiva apenas facilitar o estudo, uma vez que um raio de luz não tem existência real. 10/10/

14 Diante de uma lâmpada acesa, uma deter minada quantidade de raios de luz atinge nosso corpo. Esse conjunto de raios de luz chama-se feixe de luz. Ele pode ser paralelo, divergente ou convergente. 10/10/

15 O meio em que a luz se propaga pode ser classificado como transparente, translúcido ou opaco. Meio transparente é aquele em que a luz atravessa em trajetórias regulares, bem determinadas. Esse meio permite a visualização nítida dos objetos através dele. Por exemplo: ar atmosférico, água pura, vidro etc. O único meio efetivamente transparente é o vácuo. 10/10/

16 Meio translúcido é aquele em que a luz descreve trajetória irregular. Ele não permite uma visualização nítida dos objetos através dele. Por exemplo: papel de seda, nevoeiro, vidro fosco etc. Meio opaco é aquele em que a luz não consegue se propagar. Portanto, os objetos não podem ser visualizados. Por exemplo: madeira, metal, papelão, muro etc. 10/10/

17 OS PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA Princípio da propagação retilínea da luz Nos meios homogêneos e transparentes, a luz propaga-se em linha reta. Esse fato ocasiona a formação de uma região de sombra e de penumbra quando a luz incide em um corpo opaco. 10/10/

18 A formação da sombra e da penumbra pode ser observada na formação do eclipse, por exemplo. 10/10/

19 Princípio da independência da luz Quando dois raios de luz se cruzam, cada um segue sua trajetória, de forma independente. Esse princípio pode ser observado em um show: quando os holofotes iluminam o palco, os raios de luz emitidos cruzam-se e cada raio mantém sua trajetória como se os outros não existissem. 10/10/

20 Princípio da reversibilidade da luz O caminho seguido por um raio luminoso independe do sentido do percurso. Quando se olha para uma pessoa pelo espelho, essa mesma pessoa pode vê-lo, o que prova que a luz faz o mesmo caminho na ida e na volta. 10/10/

21 COMO A REFLEXÃO OCORRE A maioria dos corpos comporta-se como fonte secundária de luz, ou seja, precisa ser iluminada para ser visualizada. Nesse instante, a luz, ao incidir no corpo, retorna aos olhos do observador e, assim, é possível enxergá-lo. Portanto, a reflexão é o fenômeno pelo qual a luz, ao atingir uma superfície que separa dois meios distintos, retorna ao meio de origem. 10/10/

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23 TIPOS DE REFLEXÃO A reflexão pode ser de dois tipos: regular e difusa. A reflexão regular ocorre quando os raios de luz atingem uma superfície lisa e polida. A reflexão difusa, quando os raios de luz atingem uma superfície irregular. Nesse caso, ao se refletirem, os raios passam a descrever trajetórias irregulares. 10/10/

24 LEIS DA REFLEXÃO 10/10/

25 A COR DE UM CORPO Sabe-se que a cor de um corpo se deve à luz que ele reflete e que a luz branca é composta por sete cores. Essa luz branca, ao atingir um corpo, é absorvida, com exceção da cor que o corpo possui. 10/10/

26 Quando a luz branca incide sobre o gramado verde, por exemplo, todas as cores são absorvidas, mas a cor verde é refletida. Já a parte branca da bola se deve à reflexão de todas as cores que compõem a luz branca. No entanto, a cor preta da bola se deve à absorção de todas as cores. Se fosse incidido sobre o gramado de um estádio apenas luz vermelha, ele absorveria toda a luz incidente, apresentando-se preto. 10/10/

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28 Referências Os fundamentos da física. Disponível em: < Acesso em: 08/10/2016. Desenhos e charges. Disponíveis na internet. Acesso em: 08/10/ /10/