Óptica - Origem da luz e seus fenômenos Aulas 13 e 14 PROF : JOSÉ LUCAS FÍSICA B
Origem da luz A luz é uma onda eletromagnética formada pela oscilação de dois campos: um elétrico e um magnético. Como é uma onda eletromagnética, a luz não necessita de um meio material para se propagar, ou seja, pode se propagar no vácuo.
Feixes de luz É definido como um conjunto infinito de raios luminosos, que podem ser: Cônico convergente: os raios luminosos convergem para um ponto. Cônico divergente: os raios luminosos divergem a partir de um ponto. Cilíndrico paralelo: os raios luminosos são paralelos entre si.
Fontes de luz As fontes de luz podem ser classificadas em: Primárias: São representadas pelos corpos que emitem luz própria, como o sol, o filamento de uma lâmpada acesa, a chama de uma vela ou uma barra de ferro incandescentes, por exemplo. Em geral ocorrem a reação em cada um desses elementos que transformam um tipo de energia em energia luminosa. Secundárias: São os corpos que recebem luz de outras fontes e enviam de volta uma fração dessa luz, ou seja, são corpos iluminados. Podemos citar como exemplo de fontes secundárias os planetas, os satélites naturais e artificiais e objetos do nosso dia a dia.
Princípios de Propagação da luz A propagação da luz segue 3 princípios básicos: 1 Princípio da propagação retilínea: todo o raio de luz percorre trajetórias retilíneas em meios transparentes e homogêneos. IMPORTANTE: Um meio homogêneo é aquele que apresenta as mesmas características em todos os elementos de volume. Um meio isótropo, ou isotrópico, é aquele em que a velocidade de propagação da luz e as demais propriedades ópticas independem da direção em que é realizada a medida. Um meio ordinário é aquele que é, ao mesmo tempo, transparente, homogêneo e isótropo, como por exemplo, o vácuo.
Princípios de Propagação da luz Ah professor, mas próximos de objetos massivos, a luz faz uma espécie de curva, então como ela sempre se propaga em linha reta?
Princípios de Propagação da luz 2 Princípio da Independência dos Raios Luminosos: Quando os raios de luz se cruzam, estes seguem independentemente, cada um a sua trajetória.
Princípios de Propagação da luz 3 Princípio da reversibilidade dos raios luminosos: A trajetória de um raio de luz permanece a mesma quando se inverte o seu sentido de propagação.
Espectro eletromagnético A luz, no vácuo, possui uma velocidade constante, que independe do referencial ou da velocidade do observador: v = c = 3.10 8 m/s
Meios de propagação da luz Meio transparente (Ex: vidro) Um meio é dito transparente quando ele permite a propagação regular da luz. Meio translúcido (Ex: vidro fosco) Um meio é dito translúcido quando a propagação da luz ocorre de forma irregular, ou seja, eles são meios intermediários. Meio opaco (Ex: parede) É o meio óptico que não permite a propagação da luz.
Sombra e Penumbra Para compreendermos a diferença entre sombra e penumbra, precisamos entender duas questões importantes referentes à óptica geométrica: I. O chamado princípio da propagação retilínea da luz diz que, em meios homogêneos, a luz sempre se propaga em linha reta; II. As fontes de luz que possuem dimensões desprezíveis são chamadas de fontes pontuais. Já aquelas que têm tamanho considerável, como o Sol, são chamadas de fontes extensas.
Definição de Sombra Sombra e Penumbra A imagem abaixo mostra que, quando um objeto opaco está de frente para uma fonte pontual de luz, ele receberá uma parcela dos raios de luz, mas a parte oposta à fonte pontual ficará escura. Essa região que não foi atingida pelos raios de luz é denominada de sombra, que, por definição, é entendida como uma região onde não há luz.
Sombra e Penumbra Definição de Penumbra Quando a fonte a que o objeto estiver exposto for extensa, haverá a formação da sombra e o surgimento de um contorno mais claro ao redor da sombra denominado de penumbra. A penumbra é uma região onde somente alguns pontos têm luz.
Eclipses (ékleipsis) Eclispe Solar: Um eclipse solar é um fenômeno que ocorre quando a Lua se interpõe entre a Terra e o Sol, ocultando total ou parcialmente a sua luz numa estreita faixa terrestre. Eclispe Lunar: é um fenômeno astronômico que ocorre quando a Lua é ocultada totalmente ou parcialmente pela sombra da Terra
Eclipse Solar
Eclipse Solar
Câmara Escura Uma câmara escura de orifício consiste em um equipamento formado por uma caixa de paredes totalmente opacas, sendo que no meio de uma das faces existe um pequeno orifício. Desta forma, a partir de uma semelhança geométrica pode-se expressar a seguinte equação: i o = p p i = tamanho da imagem o = tamanho do objeto p = distância do objeto até o orifício p = distância do orifício até a imagem
Câmara escura Um prédio de 50 m está posicionado frente a uma câmara escura de orifício de tamanho 6 cm. Sabendo que a imagem formada na câmara tem tamanho 3 cm, determine a distância entre o prédio e a câmara. Informações: o = 50 m i = 3 cm = 0,03 m p = 6 cm = 0,06 m p =? i o = p p 0,03 50 = 0,06 p p = 50.0,06 0,03 = 100 m
Teoria das cores Por meio de um simples experimento Isaac Newton percebeu a dispersão da luz branca, ou seja, conseguiu visualizar que se a mesma incidisse sobre um prisma de vidro, totalmente polido, dava origem a inúmeras outras cores. Foi a partir daí que esse cientista começou seus estudos sobre as cores dos corpos.
Teoria das cores Para enxergar determinado objeto, dependemos de luz que incide sobre ele e será refletida até os nossos olhos. Então, isso está associado também as cores que enxergamos.
Teoria das cores