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  • Equação Conjugada de Gauss Relaciona a distancia do objeto e da imagem com o foco
  • Equação Conjugada de Gauss Relaciona a distancia do objeto e da imagem com o foco

otica otica Presentation Transcript

  • Ótica
  • A LUZ, SUAS CARACTERÍSTICAS, FONTES MEIOS E PROPRIEDADES Introdução
  • Abordagem
    • Estudo físico da Luz
    • Espelhos Planos
    • Espelhos Esféricos
    • Refração Luminosa
    • Lentes Esféricas
    Elaborado por Diego Costa de Jesus
  • Características da Luz
    • Onda eletromagnética
    • velocidade de propagação no vácuo 30000km/s
    • Produz sensações visuais
    • Uma fonte luminosa primaria emite vários raios de luz com vários feixes luminosos com uma ampla faixa de freqüências ou cores
    • Se propaga mais facilmente em meios com menos matéria
    Elaborado por Diego Costa de Jesus
  • Fontes de Luz Elaborado por Diego Costa de Jesus Fontes primárias produzem luz, ou seja, “iluminam ambientes escuros”. Fontes secundárias refletem enviam luz produzidas pelas fontes primárias, ou seja, “não iluminam ambientes escuros”.
  • Classificação dos meios Elaborado por Diego Costa de Jesus
  • Princípios de ótica geométrica Elaborado por Diego Costa de Jesus
  • Sombra e Penumbra Elaborado por Diego Costa de Jesus
  • Eclipse Elaborado por Diego Costa de Jesus
  • Eclipse Elaborado por Diego Costa de Jesus
  • TIPOS, LEIS E PROPRIEDADES DA REFLEXÃO Reflexão
  • Introdução
    • Quando a luz atinge uma superfície separadora S de dois meios de propagação (A e B), ela sofrerá reflexão se retornar ao meio no qual estava se propagando.
    • A quantidade de luz refletida depende do material que é feita a superfície S, do seu polimento e outros fatores que estudaremos adiante.
    Elaborado por Diego Costa de Jesus
  • Tipos de reflexão Elaborado por Diego Costa de Jesus
  • Leis da Reflexão Elaborado por Diego Costa de Jesus TEMOS : RI  Raio Incidente; RR  Raio Refletido; N  Reta Normal; i  ângulo de incidência; r  ângulo de reflexão.
  • Propriedades dos espelhos planos
    • 1ª: O objeto e a imagem são simétricos em relação ao espelho.
    • 2ª: As imagens formadas num espelho plano são enantiomorfas, ou seja, existe uma inversão “direita para a esquerda”,
    • 3ª: Nos fornece uma imagem que nos dá a impressão de estar situada atrás do espelho (virtual) 
    • 4ª: O objeto e a imagem possuem o mesmo tamanho,
    Elaborado por Diego Costa de Jesus
  • ESPELHOS ESFÉRICOS E SUAS PROPRIEDADES REFLEXIVAS Espelhos Esféricos
  • Introdução
    • Os espelhos esféricos são superfícies refletoras que tem forma de calota esférica.
    • Como pode ser observado no nosso dia-a-dia a imagem refletida por espelhos esféricos difere das dos planos
    Elaborado por Diego Costa de Jesus Temos dois tipos de espelho esférico: Côncavo : a superfície refletora é interna. Convexo : a superfície refletora é externa.
  • Dados específicos dos espelhos
    • TEMOS :
    • R  Raio de Curvatura;
    • F  Foco do Espelho (ponto médio do eixo principal no trecho entre o Vértice e o Centro);
    • C  Centro;
    • V  Vértice;
    • A reta que passa por C e V é o eixo óptico principal..
    Elaborado por Diego Costa de Jesus
  • RAIOS NOTÁVEIS DE LUZ
    • Todo raio que incide numa direção que passa pelo centro de curvatura, reflete-se sobre si mesmo.
    Elaborado por Diego Costa de Jesus Em espelhos Côncavos: Em espelhos Convexos:
  • RAIOS NOTÁVEIS DE LUZ
    • Todo raio que incide paralelamente ao eixo principal reflete-se numa direção que passa pelo foco principal do espelho.
    Elaborado por Diego Costa de Jesus Em espelhos Côncavos: Em espelhos Convexos:
  • RAIOS NOTÁVEIS DE LUZ
    • Todo raio que incide numa direção que passa pelo foco reflete-se paralelamente ao eixo principal.
    Elaborado por Diego Costa de Jesus Em espelhos Côncavos: Em espelhos Convexos:
  • Formação de imagens Elaborado por Diego Costa de Jesus Objeto antes do centro do espelho côncavo Imagem: Real, Invertida e Menor.
  • Formação de imagens Elaborado por Diego Costa de Jesus Objeto no ponto centro do espelho côncavo Imagem: Real, Invertida e Igual.
  • Formação de imagens Elaborado por Diego Costa de Jesus Objeto entre o ponto centro e o foco Imagem: Real, Invertida e Maior.
  • Formação de imagens Elaborado por Diego Costa de Jesus Objeto no foco do espelho côncavo Imagem: Imprópria.
  • Formação de imagens Elaborado por Diego Costa de Jesus Objeto entre o foco e o vértice do espelho côncavo Imagem: Virtual, Direita e Maior.
  • Formação de imagens Elaborado por Diego Costa de Jesus Objeto entre o foco e o vértice do espelho convexo Imagem: Virtual, Direita e Menor.
  • DETERMINAÇÃO ANALÍTICA DA IMAGEM
    • Aumento Linear Transversal
    • Por definição, o aumento linear transversal A é a razão entre a altura da imagem i e a altura do objeto o.
    • Equação Conjugada de Gauss
    • Relaciona a distancia do objeto(p), da imagem(p’) e com a do foco(f) ao espelho
    Elaborado por Diego Costa de Jesus Convenção de sinais Objeto Real => p > 0 Virtual => p < 0 Imagem Real => p’ > 0 Virtual => p´< 0 Espelho Côncavo => f > 0 Convexo => R < 0 Altura da Imagem Direita => i/o > 0 Invertida => i/o < 0
  • A LUZ, SUAS CARACTERISTICAS, FONTES MEIOS E PROPRIEDADES Refração Luminosa
  • Introdução
    • A velocidade de uma dada luz monocromática assume valores diferentes em diferentes meios de propagação
    • A luz sofre refração quando passa de um meio para outro, modificando sua velocidade.
    Elaborado por Diego Costa de Jesus Em geral, a refração é acompanhada por um desvio na trajetória da luz, conseqüência da mudança de velocidade. O único caso de refração no qual a luz não sofre desvio é quando incide perpendicularmente à superfície de separação dos meios S.
  • ÍNDICE DE REFRAÇÃO
    • O índice de refração absoluto (n) de um meio é a razão entre as velocidades da luz no vácuo e no meio considerado
          • O índice de refração absoluto do vácuo é igual a 1 assim, (v = c).
          • A maior velocidade da onda é no vácuo, portanto (n≥1)
    Elaborado por Diego Costa de Jesus
    • O índice de refração relativo é a razão entre dois índices de refração absolutos dos meios em questão:
    • Pode-se ainda fazer a transformação
  • Notações Importantes
    • TEMOS :
    • RI  Raio Incidente;
    • RR  Raio Refratado;
    • N  Reta Normal;
    • i  ângulo de incidência;
    • r  ângulo de refração.
    Elaborado por Diego Costa de Jesus
  • Leis de Refração
    • 1ª Lei: O raio de luz incidente RI, a reta normal N e o raio de luz refratado RR estão situados num mesmo plano (coplanares)
      •   Os raios de luz incidente e refratado ficam em lados opostos em relação à reta normal.
    •   2ª Lei ou Lei de Snell - Descartes: É constante a relação entre os senos dos ângulos de incidência e refração.
      •   Podemos escrever que:  Essa constante é o índice de refração relativo do meio B em relação ao meio A, assim:
    Elaborado por Diego Costa de Jesus Importante!!!! Não esquecer que os ângulos são obtidos a partir da reta normal, diferentemente do que acontece com as ondas mecânicas
  • Leis de Refração
    • Ângulo limite de refração : É o maior ângulo de incidência no qual ocorre a refração
    Elaborado por Diego Costa de Jesus
    • Conclusões
      • Quando a luz passa de um meio menos refringente para um meio mais refringente, o raio de luz se aproxima da normal e a velocidade de propagação diminui.
      • Reciprocamente, quando a luz passa de um meio mais refringente para um meio menos refringente, o raio de luz se afasta da normal e a velocidade de propagação da luz aumenta.
    i l =asen(n b /n a ) Obs: Para ocorrência do ângulo limite de refração n a >n b
  • A LUZ, SUAS CARACTERISTICAS, FONTES MEIOS E PROPRIEDADES Lentes delgadas
  • Introdução
    • As lentes esféricas constituem sistemas ópticos de amplas aplicações na atualidade. Elas desempenham um papel importantíssimo, desde os sofisticados “LASERS” até os mais simples pares de óculos.
    • Podemos defini-las como sendo um meio transparente e homogêneo, limitado por duas superfícies
    Elaborado por Diego Costa de Jesus
  • CLASSIFICAÇÃO DAS LENTES Elaborado por Diego Costa de Jesus Quanto a espessura dos bordos Quanto ao tipo de foco Nessas figuras consideramos que as lentes são de vidro e estão imersas no ar (n vidro > n ar ), que é o caso mais comum na prática.
  • TIPOS DE FOCOS
    • Os focos podem ser reais ou virtuais dependendo do tipo de refração que a lente causa
    Elaborado por Diego Costa de Jesus Em lentes Convergentes Em lentes Divergentes Foco real Foco virtual
  • RAIOS NOTÁVEIS
    • Todo raio que incide no centro óptico atravessa a lente sem sofrer desvio
    Elaborado por Diego Costa de Jesus Em lentes Convergentes Em lentes Divergentes
  • RAIOS NOTÁVEIS
    • Todo raio que incide paralelamente ao eixo principal emerge numa direção que passa pelo foco imagem.
    Elaborado por Diego Costa de Jesus Em lentes Convergentes Em lentes Divergentes
  • RAIOS NOTÁVEIS
    • Todo raio que incide paralelamente ao eixo principal emerge numa direção que passa pelo foco imagem.
    Elaborado por Diego Costa de Jesus Em lentes Convergentes Em lentes Divergentes
  • Formação de imagens Elaborado por Diego Costa de Jesus Objeto situado antes do Centro de Curvatura Imagem: Real, Invertida e Menor.
  • Formação de imagens Elaborado por Diego Costa de Jesus Objeto no ponto anteprincipal Imagem: Real, Invertida e Igual.
  • Formação de imagens Elaborado por Diego Costa de Jesus Objeto entre o ponto anteprincipal e o foco Imagem: Real, Invertida e Maior. F i F o C 1 C 2
  • Formação de imagens Elaborado por Diego Costa de Jesus Objeto no foco do espelho côncavo Imagem: Imprópria.
  • Formação de imagens Elaborado por Diego Costa de Jesus Objeto entre o foco e o vértice Imagem: Virtual, Direita e Maior.
  • Formação de imagens Elaborado por Diego Costa de Jesus Objeto entre o foco e o vértice Imagem: Virtual, Direita e Menor. F o F i C 2 C 1
  • DETERMINAÇÃO ANALÍTICA DA IMAGEM
    • Aumento Linear Transversal
    • Por definição, o aumento linear transversal A é a razão entre a altura da imagem i e a altura do objeto o.
    • Equação Conjugada de Gauss
    • Relaciona a distancia do objeto(p), da imagem(p’) e com a do foco(f) a lente
    Elaborado por Diego Costa de Jesus Convenção de sinais Objeto Real => p > 0 Virtual => p < 0 Imagem Real => p’ > 0 Virtual => p´< 0 Lente Convergente => R > 0 e f > 0 Divergente => R < 0 e f < 0 Altura da Imagem para o > 0 Direita => i > 0 Invertida => i < 0