física - Óptica - Óptica geometrica i

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  • 8/14/2019 Fsica - ptica - ptica Geometrica I

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    Os Fsicos, desde sempre, procuraram hipteses para explicar um grande nmero defenmenos luminosos que ocorrem.

    Huyghens, Young e Maxwell lanaram novas ideias sobre a natureza da luz, bem comoNewton, Galileu e Louis Fizeau trabalharam tentando desvendar o comportamento da luz: Newton observou a propagao rectilnea de um feixe de luz que penetrava por uma frestada janela. Galileu realizou vrias experincias tentando medir a velocidade da luz. Louis Fizeau montou um dispositivo para medir a velocidade da luz com grande preciso.

    Conceitos:

    Corpo luminoso: so os corpos que emitem luz prpria. Exemplo: o Sol, as estrelas, a chamade uma vela, etc.

    Corpo iluminado: so os corpos que refletem ou difundem a luz que recebem a luz de outroscorpos

    Corpos opacos:so os corpos que impedem a passagem da luz.Corpos transparentes: so os corpos que se deixam atravessar totalmente pela luz.

    Corpos translcidos: o corpo que permite a propagao irregular da luz e observador nov o objecto com nitidez atravs do meio. Exemplos: vidro fosco, papel vegetal, tecido fino,etc.So os corpos que se deixam atravessar somente por alguns fotes.

    Princpios da ptica Geomtrica

    Princpio da propagao rectilnea da luz: Num meio homogneo e transparente, a luz sepropaga em linha recta.

    Princpio da reversibilidade dos raios de luz: O caminho seguido pela luz independentedo sentido de propagao.

    Princpio da independncia dos raios de luz: Um raio de luz, ao cruzar com outro, nointerfere na sua propagao.

    Tipos de Feixes

    Luz monocromtica ou simples: a luz de uma nica cor, como a luz monocromticaamarela emitida pelo vapor de sdio, nas lmpadas.

    Luz policromtica ou luz composta: a luz resultante da mistura de duas ou mais cores,como a luz branca do Sol ou a luz emitida pelo filamento incandescente da lmpada comum.

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    A luz branca emitida pelo Sol, uma luz policromtica constituda por um grande nmero decores, as quais podem ser divididas em sete cores principais (as cores do arco ris) :vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta.

    VELOCIDADE DA LUZ

    Para qualquer que seja o tipo de luz, verifica-se que sua velocidade de propagao no vcuo constante e, aproximadamente, igual a 300.000 km/s. Mas nos meios materiais avelocidade da luz assume valores diferentes, sempre menores que 300.000 km/s, e emqualquer meio decresce no sentido da luz vermelha para a violeta.

    RAIO DE LUZ

    Linha orientada que representa a trajectria seguida pela luz.

    FEIXE LUMINOSO

    um conjunto de raios luminosos. Existem trs tipos de feixes luminosos.

    FENMENOS PTICOS

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    Interaco da luz com obstculos: absoro, reflexo e refraco. Quando os raiosluminosos que se deslocam num meio interagem com um obstculo colocado no seu trajecto,podem assumir comportamentos diferentes.

    A luz pode ser, no todo ou em parte, absorvida pelo obstculo. Quando a absoro total

    toda a energia da luz transferida para o obstculo e cessa a propagao luminosa. umasituao limite, que se verifica, por exemplo, quando um feixe de luz branca incide sobreum objecto negro, quando luz vermelha incide sobre algo verde, etc.. Na maioria dos casos,a absoro no total, e continuar a verificar-se a propagao de alguma radiaoluminosa, s que quase sempre em direces diferentes, e, muito provavelmente, comalgumas das suas caractersticas alteradas.Tirando os casos em que h alterao das caractersticas da luz, que no fazem parte

    destes estudos, interessa acompanhar com mais detalhe as condies em que se verifica amudana de direco dos raios que incidem sobre a superfcie de um obstculo. Como sedisse, a situao mais provvel, e que poder comportar algumas variantes: a radiao aoencontrar o obstculo passa a propagar-se no seu interior, fenmeno denominadorefraco, ou completamente desviada e devolvida ao meio e est-se perante uma umarefleco ou difuso, ou ento verificam-se em simultneo ambos os efeitos, com parte daluz a refractar-se e parte a difundir-se.

    Concretamente, pode realizar-se de tal modo que o ngulo que os raios desviados fazemcom a vertical superfcie do obstculo no ponto de incidncia (ngulo de reflexo) sejaigual ao ngulo que os raios incidentes fazem com a mesma vertical no mesmo ponto (ngulode incidncia). Neste caso tem a designao de reflexo.

    Quer a refraco quer a reflexo seguem regras geomtricas bem definidas. A regrabsica da reflexo diz respeito igualdade dos ngulos de incidncia e de reflexo,conforme foi dito no pargrafo anterior. Analogamente, a lei bsica que rege a refracorelaciona os ngulos de incidncia e refraco (o primeiro definido do mesmo modo e osegundo estabelecido como sendo o ngulo entre o raio refractado e a normal superfcie):na refraco de um raio luminoso constante a relao entre o seno do ngulo de incidnciae o seno do ngulo de refraco. Esta constante, conhecida por ndice de refraco,depende do tipo de radiao e da natureza dos meios onde se desloca.

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    No caso particular de os meios serem ar e vidro(o que interessa na cmara escura) os raios aopassarem do ar para o vidro reduzem o ngulocom a normal (o ngulo refractado menor doque o incidente). Quando o raio passa do vidro

    para o ar d-se o fenmeno oposto: o raioafasta-se da normal, pelo que o ngulorefractado maior do que o incidente. Tambmconvm ter presente que o ndice de refracono o mesmo para todas as cores: o vermelho

    tem menor ndice, seguindo-se o amarelo, o verde, o azul e o violeta.

    Reflexo regular: a luz incidente em S volta ao mesmo meio, regularmente. Ocorre quandoS uma superfcie metlica bem polida ( espelhos ).

    Reflexo irregular ou Difuso: a luz incidente em S volta ao mesmo meio, irregularmente.

    Ocorre quando S uma superfcie rugosa.

    Refraco: a luz incidente atravessa S e continua a se propagar no outro meio. Ocorrequando S separa dois meios transparentes (ar e gua, gua e vidro, etc.)

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    Absoro: a luz incidente em S no se reflecte e nem se refracta. A luz, que uma formade energia radiante, absorvida em S, aquecendo-a. Ocorre, por exemplo, nos corpos desuperfcie preta ( corpos negros ).

    A COR DOS OBJETOS

    A cor apresentada por um corpo, ao ser iluminado, depende do tipo de luz que ele reflectedifusamente. A luz branca constituda por uma infinidade de cores que podem serdivididas em sete cores: vermelha, alaranjada, amarela, verde, azul, anil e violeta.

    Um observador v cada corpo com uma determinada cor, da seguinte maneira: se a luzincidente no corpo branca (composta de todas as cores) e o corpo absorve toda a gama decores, reflectindo apenas a azul, o corpo de cor azul.

    Ento, o corpo branco aquele que reflecte difusamente toda a luz branca incidente e ocorpo negro aquele que absorve todas as cores, no reflectindo difusamente nenhuma cor.

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    ptica

    http://educar.sc.usp.br/licenciatura/2003/og/conceitos.html

    Reflexohttp://faraday.physics.utoronto.ca/PVB/Harrison/Flash/Reflection/Reflection.html

    Refracohttp://www.upscale.utoronto.ca/PVB/Harrison/Flash/Optics/Refraction/Refraction.html