O documento discute os principais conceitos da ótica geométrica, incluindo a propagação da luz, reflexão, espelhos, câmara escura e eclipses. Aborda como a luz se propaga em linha reta e é refletida de acordo com as leis da reflexão, além de explicar como espelhos formam imagens e a câmara escura funciona para projetar imagens.
1. Ótica
Reflexão da Luz
Profª.: Daniela Fontana Almenara
Disciplina: Física
Turma: 2º Ano do EM
Governo do Estado de Rondônia
Secretaria de Estado da Educação – SEDUC
E.E.E.F.M. Cel. Aluízio Pinheiro Ferreira
Rolim de Moura – RO
2. Ótica Geométrica
A ótica geométrica tem por objetivo o
estudo das propriedades da luz, isto é,
como ela é produzida, propagada,
detectada e medida.
3. • Filósofos gregos, como
Platão e Aristóteles, já
se preocupavam em
responder a perguntas
tais como: por que
vemos um objeto? O
que é a luz? Platão, por
exemplo, supunha que
nossos olhos emitiam
pequenas partículas
que, ao atingirem os
objetos, tornavam-nos
visíveis.
Aristóteles considerava a luz um fluido imaterial que se
propagava entre o olho e o objeto visto.
4. A Ótica é dividida em duas partes:
• Geométrica – Estuda os fenômenos luminosos
sem considerar a natureza da luz. Essa parte
estuda os fenômenos óticos baseados na
concepção de raios luminosos, com suas
aplicações em lentes, espelhos, lunetas,
telescópios, projetores, prismas, etc.
• Física – Estuda os fenômenos luminosos cuja
explicação depende das teorias relativas à
natureza da luz. A Ótica Física estuda
precisamente os fenômenos óticos em que a
natureza da luz exerce papel predominante,
como a polarização, a difração, a interferência,
os espectros,etc.
5. Luz
Denomina-se luz ao agente físico
responsável pelas sensações
visuais. É a energia que se
propaga no espaço através de
ondas eletromagnéticas que
impressionam nosso órgão
visual.
Para representar graficamente a luz em
propagação, como por exemplo, a emitida pela
chama de uma vela, utilizamos a noção de raio de
luz.
6. Raios e Feixes de luz
• Consideremos uma
fonte que emite luz em
todas as direções. As
direções em que a luz se
propaga podem ser
indicadas por meio de
linhas retas, como
mostra a figura ao lado.
Estas linhas são
denominadas raios de
luz.
7. Feixes de luz convergente, divergente e
paralelos
• Nessa figura apresentamos uma parte dos raios de luz
que são emitidos por uma fonte. Esse conjunto de raios
constitui um feixe luminoso divergente. Este feixe depois
de passar por alguns processos, pode-se transformar em
um feixe convergente, ou em um feixe de raios paralelos.
8. • O feixe de luz que é
emitido por um ponto
luminoso é sempre
divergente, mas, em
um farol, por exemplo,
o feixe que sai da
lâmpada sofre
modificações,
transformando-se em
um feixe de raios
praticamente paralelos
9. • O feixe que nos
atinge,
proveniente de
uma fonte de luz
muito afastada, é,
também,
constituído de
raios
praticamente
paralelos
10. • Uma importante
propriedade da luz é a
independência que se
observa na propagação
dos raios ou feixes
luminosos. Após dois
feixes se cruzarem, eles
seguem as mesmas
trajetórias, ou seja, um
feixe não perturba a
propagação do outro
11. Velocidade da Luz
A luz não necessita de meio material para se
propagar. Sua velocidade num meio material
depende do tipo de luz que se propaga, isto é, para
cada tipo de luz a velocidade de propagação num
meio material é diferente.
Velocidade da luz no ar: 299700 km/s
Velocidade da luz no vácuo: 300000 km/s
Costuma-se representar a velocidade da luz por ”c” e,
para efeitos práticos, se utiliza o valor:
c = 3.108 m/s.
12. Princípios da Ótica Geométrica
• Princípio da Propagação retilínea da luz
Nos meios transparentes, homogêneos e isótropos a luz se
propaga em linha reta.
• Princípio da independência dos raios luminosos
Quando dois raios de luz se cruzam, cada um segue o seu
caminho como se não tivesse havido o cruzamento.
• Princípio de reversibilidade dos raios luminosos
O trajeto de um raio luminoso não se modifica quando
permutamos as posições da fonte e do observador.
13. Meios de propagação da luz
• Os diferentes meios materiais comportam-se de
forma diferente ao serem atravessados pelos
raios de luz, por isso são classificados em:
Meio transparente
• É um meio óptico que permite a propagação
regular da luz, ou seja, o observador vê um
objeto com nitidez através do meio. Exemplos:
ar, vidro comum, papel celofane, etc...
14. Meio translúcido
• É um meio óptico que permite apenas uma
propagação irregular da luz, ou seja, o
observador vê o objeto através do meio, mas sem
nitidez.
Meio opaco
• É um meio óptico que não permite que a luz se
propague, ou seja, não é possível ver um objeto
através do meio.
15. Fenômenos ópticos
• Ao incidir sobre uma superfície que
separa dois meios de propagação, a
luz sofre algum, ou mais do que um,
dos fenômenos a seguir:
16. Difusão e reflexão regular da LUZ
Considere um feixe de luz propagando-se num
meio e atingindo a superfície S. Se esse feixe de
Luz retornar para o meio em que está se
propagando, dizemos que a Luz sofreu reflexão.
Reflexão é o retorno de um feixe luminoso para
o meio do qual é proveniente ao atingir uma
superfície.
17. Difusão da Luz
Considere um conjunto de raios luminosos iluminando
um corpo rugoso, isto é, cheio de saliências.
O corpo rugoso reflete os raios luminosos fazendo com
que se propaguem em várias direções. Esse fenômeno é
chamado reflexão irregular ou reflexão difusa, ou
simplesmente, difusão. Devido a reflexão difusa é que
podemos ver totalmente um corpo.
Exemplo: Se a Terra não tivesse atmosfera para difundir
a luz do Sol, o céu seria completamente preto.
18. Reflexão Regular
Quando um conjunto de raios incide em uma
superfície perfeitamente polida, notamos que os
raios luminosos são refletidos numa única
direção. Esse fenômeno é chamado de reflexão
regular.
Exemplo: Os faróis e faroletes usam fontes de
Luz de alta intensidade e refletores regulares de
alto polimento para redirigirem os raios de luz
na direção desejada.
19. Espelho
Toda a superfície polida que forma imagens por
reflexão regular e tem alto poder refletor é
chamada espelho. Os espelhos podem ser planos
ou esféricos.
21. Espelhos Esféricos
Espelhos Esféricos
Exemplo: Colher de aço
inoxidável
- O lado de fora da
colher funciona como
espelho convexo.
- O lado de dentro da
colher funciona como
espelho côncavo.
23. Luz
LEIS DE
REFLEXÃO
1a Lei
• O raio incidente, o
raio refletido e a
normal estão
sempre no mesmo
plano.
2a Lei
• O ângulo de
incidência é igual ao
ângulo de reflexão.
24. Câmara Escura
Colocando um corpo luminoso AB diante de um
orifício O de uma das faces de uma caixa de
paredes opacas, verifica-se que sobre a face
oposta à do orifício se forma uma imagem A’B’
invertida do corpo luminoso. Este dispositivo é
chamado de câmara escura e demonstra a
propagação retilínea da Luz. Para se observar a
imagem com facilidade, substitui-se a face oposta
à do orifício por uma folha de papel vegetal sobre
a qual se forma a imagem. Este fenômeno é a
base do princípio de funcionamento das câmaras
fotográficas.
26. Eclipses
É a formação de
sombra (região do
espaço que não recebe
luz) e penumbra
(região do espaço
parcialmente
iluminada)
envolvendo o Sol, a
Lua e a Terra. Pode
ser dividido em dois
casos:
• Eclipse Solar
• Eclipse Lunar
27. Eclipse
• Eclipse Solar -
Se a sombra e
penumbra da Lua
interceptarem a
superfície da
Terra, ele ocorrerá
de forma total ou
parcial,
dependendo do
observador.
29. Eclipse
• Eclipse Lunar –
A luz solar,
tangenciando a Terra,
determina uma região
de sombra: a sombra
da Terra. Quando a
Lua penetra nessa
região, ela deixa de ser
vista por um
observador na Terra,
ocorrendo o eclipse
lunar.