Física óptica

ETAPA PRÉ-VESTIBULAR TUTOR: WALTER ALENCAR DE SOUSA

1


LUZ:
É uma forma de energia radiante, que
se propaga por meio de ondas
eletromagnéticas. É o agente físico
responsável pela sensação visual.

2


RAIO DE LUZ:
É uma representação da propagação da Luz

3


RAIO DE LUZ:
É uma representação da propagação da Luz

4


FEIXE DE LUZ:
É um conjunto de raios de Luz

5


FEIXE DE LUZ:
Pode ser:
• Paralelo
• Convergente
• Divergente

6


PARALELO:

7


PARALELO:

O LASER
8


CONVERGENTE:

9


CONVERGENTE:

10


DIVERGENTE:

11


DIVERGENTE:

12


FONTES DE LUZ:

São corpos que emitem Luz

13


FONTES DE LUZ:
Podem ser:
• Primárias
• Secundárias

14


PRIMÁRIAS:
Têm Luz própria

15


SECUNDÁRIAS:
Não têm Luz própria

16


Meios
transparentes,
translúcidos
e opacos
17


Transparentes:

Dizemos que um determinado
meio é transparente quando
ele permite que a luz se
propague de modo regular, de
modo que possamos ver um
corpo através dele
18


Transparentes

19


20


Translúcidos:

Existem meios nos quais a luz
se propaga de modo irregular,
não permitindo a visualização
nítida dos corpos. Tais meios
são chamados de translúcidos.
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Translúcidos

22


23


Opacos:

Um meio é chamado opaco
quando não permite que a
luz se propague através dele

24


Opacos

25


26


PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA

MEIOS HOMOGÊNEOS E ISÓTROPOS

27


MEIOS HOMOGÊNEOS
Um meio é chamado homogêneo quando qualquer
porção dele apresenta as mesmas propriedades.
Suponhamos, por exemplo, que joguemos um
pouco de vinho tinto na água. Inicialmente o vinho
não se distribui por toda a água, ficando restrito a
uma certa região (Fig. 1); portanto a mistura não é
homogênea. Porém, se mexermos com uma
colher, logo o vinho se dissolverá por toda a água
e teremos uma mistura homogênea (Fig. 2).
28


MEIOS HOMOGÊNEOS

29


MEIOS ISOTRÓPICOS
Um meio é chamado isotrópico (ou isótropo)
quando apresenta as mesmas propriedades em
todas as direções. Quando as propriedades
dependem da direção, o meio é chamado de
anisotrópico. É o caso, por exemplo, de alguns
cristais, no interior dos quais a luz tem
diferentes velocidades em diferentes direções.
No nosso curso trabalharemos sempre com
meios isotrópicos.
30


PRINCÍPIO DA PROPAGAÇÃO RETILÍNEA

Nos meios homogêneos,
isotrópicos e transparentes, a
luz se propaga em linha reta.

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CONSEQUÊNCIAS

Fonte puntiforme

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Fonte extensa

33

Eclipses:
01. Eclipse Solar:
Eclipse Total

Sombra

Sol Terra
Lua
Penumbra

Eclipse Parcial

Observação: O eclipse Solar só ocorre em
fase de Lua Nova.
34


02. Eclipse Lunar:

Eclipse
Parcial
Eclipse
Sol Total
Eclipse
Terra Parcial

Lua

Observação: O eclipse Lunar só ocorre em
fase de Lua Cheia.
35

36

37


AS FASES DA LUA

38

39


AS FASES DA LUA
A fase de lua cheia acontece quando a
face voltada para a Terra é totalmente
iluminada pelo Sol. A fase de lua nova
acontece quando a face voltada para a
Terra é a face não iluminada pelo Sol.
Quando apenas ¼ da superfície da Lua é
iluminada pelo Sol, temos as fases de
quarto crescente e quarto minguante.
40


AS FASES DA LUA
Entre duas luas novas consecutivas
há um intervalo de tempo de 29 dias,
12 horas e 44 minutos. Esse intervalo
de tempo é chamado mês lunar ou
período de lunação.

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AS FASES DA LUA
Podemos pensar que todo mês haja um
eclipse do Sol e outro da Lua. No entanto
isso não ocorre, pois a figura é uma
simplificação. Na realidade, o plano da
órbita da Lua em torno da Terra não
coincide com o plano da órbita da Terra ao
redor do Sol. Assim, raramente ocorrem
eclipses.
42


CÂMARA ESCURA DE ORIFÍCIO

43


CÂMARA ESCURA DE ORIFÍCIO

44


Relação trigonométrica

o/p = i/p'
o = tamanho do objeto
i = tamanho da imagem
p = distância do objeto à câmara
p' = distância da imagem à câmara

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ÂNGULO VISUAL

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ÂNGULO VISUAL
Quanto mais longe está o objeto, menor o ângulo visual

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ÂNGULO VISUAL
Quando dois objetos de tamanhos diferentes são vistos
sob o mesmo ângulo, eles nos parecem ter o mesmo
tamanho.

48


PRINCÍPIO DA INDEPENDÊNCIA DOS RAIOS LUMINOSOS

Quando a luz se propaga em um
meio, cada raio é independente dos
outros. Assim, quando dois raios se
cruzam, um não interfere na
propagação do outro.

49


PRINCÍPIO DA INDEPENDÊNCIA DOS RAIOS LUMINOSOS

50


PRINCÍPIO DA REVERSIBILIDADE DOS RAIOS

Quando um raio de luz segue
um percurso, ele pode fazer o
percurso inverso

51


PRINCÍPIO DA REVERSIBILIDADE DOS RAIOS

52


COR DA LUZ
No estudo das ondas veremos o que
determina a cor da luz. Por enquanto, nos
limitaremos a reconhecer que existem
situações em que a luz é de uma única cor;
neste caso a luz é chamada de
monocromática. As sete cores
monocromáticas principais são as que
aparecem no arco-íris.
53


COR DA LUZ
Na maioria das vezes a luz apresenta uma mistura
de várias cores e, nesse caso, é chamada de
policromática. A luz branca é uma mistura de
todas as cores.

Decomposição Espectral da Luz Vizível

54


VELOCIDADE DA LUZ
No vácuo, qualquer que seja a cor, a luz se
propaga sempre com a mesma velocidade.
Essa velocidade é representada por c e seu
valor é:

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ANO-LUZ
Os astrônomos costumam usar uma
unidade de comprimento chamada de
ano-luz. Por definição, o ano-luz é a
distância percorrida pela luz, em um ano,
no vácuo.

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ANO-LUZ
Lembrando que:

1 ano = 365 dias
1 dia = 24h
1h = 3600s

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ANO-LUZ

1 ano-luz = (365).(24).(3600).(300.000)

1 ano-luz = 9.500.000.000.000.000m
1 ano-luz = 9,5 . 10 m
15

58


59


-Possuem formas de semi-esferas
-Apresentam faces refletoras internas ou externas
-Os espelhos esféricos atuam “como lentes”, podendo
aumentar ou diminuir o tamanho das imagens

CÔNCAVO CONVEXO 60


TIPOS DE ESPELHOS

CÔNCAVO CONVEXO 61


62


objeto
Objeto Antes de C
A

C F
Eixo
principal
A’

IMAGEM: imagem

Natureza: REAL
Orientação: INVERTIDA
Tamanho: MENOR
Posição: entre C e F 63


Objeto sobre C

• Real
• Invertida
• Igual
V
C F • Sob C

64


Objeto entre C e f

• Real
• Invertida
• Maior
V • Atrás de C
C F

65


Objeto sobre F

V • Imprópria
C F

66


Objeto entre F e V
-Virtual
-Direita
-Maior
-Atrás do espelho

V
C F

67


Objeto em qualquer posição

• Virtual
• Direita
• Menor
V F C

68


69


Utilidades:
- correção de problemas - Auxiliar na observação
de visão de objetos pequenos

70


De acordo com o tipo de desvio pode ser:
Convergentes
• A luz incidente é desviada
convergindo para um
• Bordas finas ou delgadas mesmo ponto:

Ponto de
convergência

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Divergentes

- Bordas grossas ou espessas

72


DEFEITOS NA VISÃO

73


FORMAÇÃO DA IMAGEM NO OLHO
HUMANO

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MIOPIA
CAUSA: ALONGAMENTO HORIZONTAL DO GLOBO
OCULAR
FAZ COM QUE A IMAGEM SE FORME ANTES DA RETINA
SINTOMA: DIFICULDADES EM ENXERGAR OBJETOS
DISTANTES (LONGE).

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76


CORREÇÃO

AUXILIO DE LENTES DIVERGENTES OU CIRURGIA

77


HIPERMETROPIA

CAUSA: ACHATAMENTO
HORIZONTAL DO GLOBO
OCULAR
AS IMAGENS SE FORMAM
ATRÁS DA RETINA
SINTOMA: DIFICULTA A
VISUALIZAÇÃO DE OBJETOS
PRÓXIMOS (PERTO).

78


CORREÇÃO

É FEITA POR USO DE LENTES CONVERGENTES

79


(ENEM 2006) Um grupo de pescadores pretende
passar um final de semana do mês de
setembro, embarcado, pescando em um
rio. Uma das exigências do grupo é que,
no final de semana a ser escolhido, as
noites estejam iluminadas pela lua o
maior tempo possível. A figura representa
as fases da lua no período proposto.
Considerando-se as características de
cada uma das fases da lua e o
comportamento desta no período
delimitado, pode-se afirmar que, dentre os
fins de semana, o que melhor atenderia às
exigências dos pescadores corresponde aos dias
(A) 08 e 09 de setembro.
(B) 15 e 16 de setembro.
(C) 22 e 23 de setembro.
(D) 29 e 30 de setembro.
(E) 06 e 07 de outubro.

OPÇÃO: D.
80


No Brasil, verifica-se que a Lua, quando esta na fase cheia, nasce por
volta das 18 horas e se põe por volta das 6 horas. Na fase nova, ocorre o
inverso: a Lua nasce às 6 horas e se põe às 18 horas, aproximadamente.
Nas fases crescente e minguante, ela nasce e se põe em horários
intermediários. Sendo assim, a Lua na fase ilustrada na figura acima
poderá ser observada no ponto mais alto de sua trajetória no céu por
volta de
(A) meia-noite.
(B) três horas da madrugada.
(C) nove horas da manha.
(D) meio-dia.
(E) seis horas da tarde.

OPÇÃO: E.
81


82

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