Post on 09-Nov-2018
ÓPTICA GEOMÉTRICA
É a parte da Física que estuda os fenômenos relacionados com a luz e sua interação com meios materiais quando as dimensões destes meios é muito maior que o comprimento de onda da luz.
LUZ
Forma de energia radiante que se propaga por meio de ondas eletromagnéticas. A velocidade da luz no vácuo é de cerca de 300.000 km/s.
FONTES DE LUZ
As fontes de luz ou luminosas podem ser de 2 tipos:
Primárias São aquelas que produzem a própria luz que emitem.
RAIOS DE LUZ
São segmentos de reta orientados que representam o sentido de propagação da luz e auxiliam na construção de imagens em diversos sistemas ópticos.
INTERAÇÃO DA LUZ COM MEIOS MATERIAIS
Podemos classificar os meios materiais de acordo com a forma com que a luz se propaga (ou não) nos mesmos.
Meios Transparentes Permitem que a luz se
propague neles também que as imagens ou objetos possam ser vistos nitidamente.
Meios Translúcidos Permitem que a luz se propague
neles mas as imagens não podem ser vistos com nitidez.
FENÔMENOS ÓPTICOS
Quando um feixe de luz atinge uma superfície de separação entre 2 meios pode ocorrer uma série de fenômenos. Na óptica geométrica os 3 principais são:
Reflexão É o fenômeno no qual o feixe de luz
atinge a superfície de separação entre 2 meios e retorna ao meio onde já se encontrava propagando. Pode ser de 2 tipos:
Regular: Normalmente ocorre em superfícies lisas e polidas.
Difusa: Ocorre em superfícies rugosas
OBS: A quase totalidade dos objetos que enxergamos em nosso dia-a-dia refletem a luz de forma difusa.
Refração É o fenômeno no qual um feixe de luz se
propagando em um meio atinge uma superfície de separação e passa a se propagar em outro meio. Também pode se dar de forma regular ou difusa.
Absorção Neste fenômeno parte da energia do
feixe de luz é absorvida pela superfície de separação entre 2 meios.
A DISPERSÃO DA LUZ
Um feixe de luz pode ser monocromático (quando possui apenas uma cor associada a ele – ou um comprimento de onda específico para aquela cor) ou policromático (quando possui várias cores – ou comprimentos de onda – em sua composição).
A luz do sol, por exemplo, é policromática e possui uma infinidade de cores em sua composição, as quais podem ser divididas em 7 cores principais.
As cores de todos os objetos que podemos visualizar são o resultado da reflexão de uma parte da luz policromática que neles incide.
PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA
Princípio da Propagação Retilínea da Luz.
Nos meios homogêneos, isotrópicos e transparentes, a luz se propaga em linha reta.
Princípio da Reversibilidade dos Raios Luminosos.
A forma da trajetória de um raio de luz não depende do sentido de sua propagação.
Princípio da Independência dos Raios Luminosos.
Quando 2 ou mais feixes luminosos se interceptam em sua trajetória eles não modificam suas características após a interferência.
CONSEQUÊNCIAS DOS PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA
Sombra e Penumbra.
Fontes puntiformes ou pontuais podem produzir apenas sombra.
ESPELHOS PLANOS
Nos espelhos planos as imagens se formam por reflexão regular. Vamos estudar agora como as imagens se formam e algumas de suas propriedades.
Vamos adotar a seguinte nomenclatura:
I Raio incidente no espelho;
N Reta normal à superfície do espelho no ponto
onde o raio de luz o atinge;
R Raio refletido associado ao raio incidente.
2a – O ângulo formado entre o raio incidente e a normal (i) é igual ao ângulo formado entre o raio refletido e a normal (r).
http://omnis.if.ufrj.br/~marta/aplicativos/leisdareflexao.swf
CONSTRUÇÃO DAS IMAGENS
Para que um observador consiga ver a imagem refletida pelo espelho é preciso que raios provenientes do objeto sejam refletidos pelo espelho e alcancem seu olho. Isto pode acontecer para diferentes posições do observador.
A imagem pode ser localizada, conforme vimos, aplicando as leis da reflexão. Precisamos de apenas 2 raios luminosos para obtê-la.
CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO
Podemos determinar o campo visual de um espelho plano (a região do espaço que pode ser vista por reflexão) usando um procedimento simples.
http://omnis.if.ufrj.br/~marta/aplicativos/espelhoplano.swf
• TRANSLAÇÃO DE UM ESPELHO PLANO
Quando um espelho plano se desloca uma distância d do observador sua imagem desloca-se uma distância D = 2d. Vejamos.
• ROTAÇÃO DE UM ESPELHO PLANO
Quando um espelho plano gira de um ângulo α , qualquer raio incidindo sobre o mesmo sofre uma rotação de um ângulo β = 2 α.
• ASSOCIAÇÃO DE ESPELHOS PLANOS
Quando dois espelhos planos são associados formando um ângulo α entre eles haverá a formação de n imagens, onde n obedece à seguinte relação: