ÓPTICA

1. FÍSICA: Estuda os fenômenos luminosos cuja explicação depende das teorias relativas á natureza da luz (onda ou partícula). • GEOMÉTRICA: Estuda os fenômenos luminoso sem considerar a natureza da luz. ÓPTICA Professor André

2. Luz • Se propaga no vácuo e em certos meios materiais; • Frequência que sensibiliza o olho humano; • Dualidade onda-partícula.

3. Fontes de luz Primária: são os corpos que emitem luz própria. Existem dois tipos: Incandescentes (sol e lâmpada de filamento) e Luminescentes (lâmpadas a gás, interruptor de tomada). Secundária:são os corpos que refletem a luz que recebem de outros corpos.

4. Conceitos Básicos • Corpos opacos:corpos que impedem a passagem da luz. • Corpos transparentes: corpos que se deixam atravessar totalmente pela luz. • Corpos translúcidos: corpos que se deixam atravessar parcialmente pela luz.

5. Conceitos Básicos LUZ MONOCROMÁTICA: constituída por uma única cor. LUZ POLICROMÁTICA: constituída por duas ou mais luzes monocromáticas; formada pela superposição de todas as cores.

6. Conceitos Básicos RAIO DE LUZ: é uma linha orientada que representa a direção e o sentido de propagação da luz. FEIXE DE LUZ: é um conjunto de raios de luz que representa a região do espaço no qual a luz está se propagando.

7. Princípios da Óptica Geométrica PRINCÍPIO DA INDEPENDÊNCIA DOS RAIOS LUMINOSOS Dois raios de luz, ao se cruzarem, seguem independentemente, cada um, a sua trajetória. PROPAGAÇÃO RETILÍNEA DOS RAIOS LUMINOSOS Todo raio de luz percorre trajetórias retilíneas em meios transparentes e homogêneos.

8. PRINCÍPIO DA REVERSIBILIDADE DOS RAIOS LUMINOSOS A trajetória seguida pelo raio de luz, num sentido, é a mesma quando o raio troca o sentido de percurso. Quando o motorista vê um passageiro, pelo espelho retrovisor, este por sua vez, olhando para o espelho, visualiza o motorista, pois a trajetória de um raio luminoso não se modifica quando se inverte o sentido de sua propagação.

9. Penumbra e sombra PENUMBRA: região ou regiões que são parcialmente iluminadas pela fonte de luz. SOMBRA: região ou regiões que não são iluminadas pela fonte de luz.

10. Câmara Escura Está diretamente associada ao princípio da propagação retilínea da luz. M O N´ M´ N P P’ MN = o => tamanho do objeto M’N’ = i => tamanho da imagem P => distância do objeto ao orifício P’ => distância da imagem ao orifício

11. Eclipse Um eclipse é um evento astronômico que acontece quando um objeto celeste se move para a sombra de outro. Eclipse solar Eclipse lunar

12. N RI RR i r S Reflexão da Luz É o fenômeno que consiste no fato da luz voltar a se propagar no meio de origem, após incidir na superfície de separação deste com outro.

13. Leis da reflexão 1ª lei da reflexão:O raio de luz incidente, o raio de luz refletido e a reta normal à superfície que passa pelo ponto de incidência da luz são coplanares. 2ª lei da reflexão: O ângulo de incidência e o ângulo de reflexão, com a normal, possuem a mesma medida.

14. TIPOS DE REFLEXÃO Especular Difusa É graças a reflexão difusa da luz que vemos os objetos e podemos ler o que está escrito na tela nos mais diversos ângulos, ler um livro, enxergar as coisas ao nosso redor, etc

15. d d d d P P P’ Espelho Plano Qualquer superfície plana e perfeitamente polida que reflete especularmente a luz é considerada um espelho plano. Formação de Imagens Ponto Material Podemos simplificar essa construção da seguinte forma: Ponto objeto Ponto imagem i r = i

16. A A’ B B’ C C’ Formação de Imagens Corpo Extenso Características da Imagem • Natureza: VIRTUAL • Posição: SIMÉTRICA • Forma: MESMA FORMA E TAMANHO DO OBJETO. • Orientação: DIREITA • Enantiomorfas: O objeto e a imagem tem a mesma forma e tamanho mas não se encaixam por simples sobreposição.

17. Campo visual Um espelho tem um campo visual restrito para um dado observador. O campo visual é a região do espaço dentro do qual todos os objetos nela situados serão vistos. Objetos fora dessa região não são observados. Campo Visual

18. Associação de espelhos

19. x x x D Objeto Imagem 1 Imagem 2 d x + d Objeto Qual o tamanho mínimo do espelho para que a pessoa possa ver a imagem de corpo inteiro? d d x h Translação de um Espelho Plano D = 2d Vi = 2.VE

20. A Cor dos Objetos Corpo azul Corpo verde Corpo negro Corpo branco • A cor não é uma característica própria do objeto, ela depende da luz que o ilumina.

21. A Cor dos Objetos Luz branca • Objetos iluminados por luz monocromática. Luz vermelha Luz verde

22. Espelhos Esféricos: Côncavo Convexo

23. ESPELHOS ESFÉRICOS

24. ELEMENTOS DE UM ESPELHO ESFÉRICO f = R 2 f distância focal Foco Centro de curvatura Vértice R Raio de curvatura V F C EP

25. Raios Notáveis Espelhos Côncavos: V F C 1ª ) Todo raio de luz que incide paralelamente ao eixo principal reflete-se numa direção que passe pelo FOCO principal. 2ª ) Todo raio de luz que incide numa direção que passa pelo FOCO principal reflete-se paralelamente ao eixo principal. 3ª ) Todo raio de luz que incide sobre o VÉRTICE do espelho reflete-se simetricamente em relação ao eixo principal. 4ª ) Todo raio de luz que incide numa direção que passa pelo CENTRO de curvatura reflete-se sobre si mesmo.

26. Raios Notáveis V F C Espelhos Cônvexo

27. CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS Objeto V C F  EM ESPELHOS CÔNCAVOS 1º CASO)Objeto depois do centro Imagem: real menor invertida  Imagem real é o encontro dos raios refletidos.  Toda imagem real é invertida

28. CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS Objeto F V C  EM ESPELHOS CÔNCAVOS 2º CASO)Objeto sobre o centro de curvatura Imagem: real do mesmo tamanho invertida

29. CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS Objeto F V C  EM ESPELHOS CÔNCAVOS 3º CASO)Objeto entre o foco e o centro Imagem: real maior invertida

30. CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS Objeto V C F  EM ESPELHOS CÔNCAVOS 4º CASO)Objeto sobre o foco Imagem: se forma no infinito imprópria NÃO há formação de imagem  Os raios refletidos são paralelos, não se encontram.  Logo, não forma imagem

31. CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS Objeto F C V  EM ESPELHOS CÔNCAVOS 5º CASO)Objeto entre o foco e o vértice Imagem: virtual direita maior  Imagem VIRTUAL é o encontro dos prolongamentos dos raios refletidos.

32. CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS Objeto V C F  EM ESPELHOS CÔNVEXO Imagem: virtual menor direita  Imagem VIRTUAL é o encontro dos prolongamentos dos raios refletidos.  NÃO é real, pois os raios refletidos não se encontram.

33. ESTUDO ANALÍTICO Objeto p R o f V F C i p’ Imagem R = 2.f

34. ESTUDO ANALÍTICO 1 = 1 1 fP P’ = + o EQUAÇÃO DE GAUSS - Equação dos pontos conjugados - fo = distância focal P’ = distância da imagem ao espelho P = distância do objeto ao espelho

35. A = i– P’ o P i = tamanho da imagem o = tamanho do objeto = = Significados AUMENTO LINEAR TRANSVERSAL F(+).......................Espelho Côncavo F(-)...........................Espelho convexo P’ (+) ...................... imagem real P’ (-) ...................... imagem virtual lAl  1 .................... imagem maior lAl  1 .................... imagem mesmo tamanho lAl  1 .................... imagem menor i (+) ....................... imagem direita i (-) ....................... imagem invertida