FÍSICA•    Do grego, que significa natureza, pois nos primórdios eram    estudados aspectos do mundo animado e inanimado.•...
Divisões da Física   Quântica: trata do universo do muito pequeno, dos    átomos e das partículas que compõem os átomos....
Divisão Tradicional   Mecânica (cinemática, dinâmica, estática,    hidrostática)   Termologia (termometria, calorimetria...
2009: Ano Internacional da       Astronomia
ÓPTICA GEOMÉTRICAEstudo da geometria dos raios de luz.
O que é a luz? Conjunto de comprimentos de onda a que o olho humano é  sensível. Faixa de radiação eletromagnética que s...
Teorias sobre a Luz   Primeiras idéias dos gregos (século I aC, Lucrécio): a luz    solar e o seu calor eram compostos de...
Dualidade onda partícula* Caráter ondulatório (até o final do´século XIX):Onda eletromagnética que se propaga no vácuo com...
Fontes de Luz da radiação visível   Dependem essencialmente do movimento de elétrons.   Os elétrons podem ser levados de...
Observações   Todos os objetos emitem radiação magnética, denominada    radiação térmica, devido à sua temperatura.   Qu...
Classificação das fontes de Luz Primária: possuem luz própria.Ex.: Sol, estrelas. Secundária: necessitam receber luz de ...
Meios de Propagação   Transparentes: permitem a passagem dos raios de luz e, por isso é    possível enxergar os objetos q...
Trajetória da Luz   Reta (direção) + seta (sentido)                            Raio de luz                   Feixe       ...
Princípios da Óptica Geométrica    Propagação retilínea da luz (sombra, penumbra     = eclipse total/parcial).  Independ...
Fenômenos ÓpticosREFLEXÃO: ao atingir uma superfície, a luzretorna ao meio de origem.A reflexão pode ser classificada como...
Observações a respeito da reflexão   Em espelhos ocorre o fenômeno da reflexão    regular.   A cor exibida por um corpo ...
Corpo brancoCorpo azul Corpo preto
REFRAÇÃO: passagem da luz de um meio paraoutro com mudança de velocidade depropagação e na maioria das vezes, desvio desua...
Absorção: todo corpo ao sofrer incidência daluz absorve certa quantidade de energia.Obs.: Fenômenos ópticos ocorremsimulta...
Velocidade da LuzA luz se propaga no vácuo numa velocidadeconstante, que é uma constante da Física,representada por c e ig...
Medidas para a Luz   Intensidade da radiação/brilho: W/m2   Iluminância ou iluminação: lux   Fluxo luminoso: lumen   I...
O que é a difração da luz?   É o fenômeno que ocorre com as ondas quando passam por    um orifício ou contornam obstáculo...
EXERCÍCIOS     1) Uma folha V reflete apenas luz verde. Uma outra folha A absorve todas as cores, exceto a amarela. Ilumin...
2) Um disco opaco de 20 cm de raio dista 0,50 m de     uma fonte puntiforme luminosa. Uma tela é colocada     1,50 m atrás...
3) Um edifício iluminado pelos raios solares projetauma sombra de comprimento L = 72,0 m.Simultaneamente, uma vara vertica...
4) No passado, durante uma tempestade, as pessoascostumavam dizer que um raio havia caído distante,se o trovão devido a el...
5) A folha impressa de um livro apresentaimpressão de letras pretas sobre o fundo brancodo papel; isso facilita a leitura ...
6) O laser tem sido cada vez mais utilizado na medicina em inúmeras aplicações. Umraio laser é monocromático, ou seja, é u...
7) Um raio de luz, ao se refletir sobre uma superfície,apresenta-se refletido difusamente. Isto mostra que:a) a superfície...
         8) Com base em seus conhecimentos sobre Óptica Física e Geométrica, analise as afirmativas abaixo. I. Quando a lu...
9) Uma pessoa avista um ponto mais alto de uma torremediante um ângulo visual a . Afastando-se umadistância de 4 metros de...
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Opticageometrica

  1. 1. FÍSICA• Do grego, que significa natureza, pois nos primórdios eram estudados aspectos do mundo animado e inanimado.• Atualmente, é a ciência que estuda a natureza em geral, principalmente, as interações da matéria e energia, desde corpos infinitamente pequenos (mecânica quântica) até infinitamente grandes (Cosmologia).• Identifica a trabalha com as leis básicas que regem o universo.• Sendo uma ciência, utiliza o método científico, baseando-se na matemática e na lógica para a formulação de seus conceitos.
  2. 2. Divisões da Física Quântica: trata do universo do muito pequeno, dos átomos e das partículas que compõem os átomos. Clássica: trata dos objetos que encontramos no nosso dia-a-dia. Relativística: trata de situações que envolvem grandes quantidades de matéria e energia.
  3. 3. Divisão Tradicional Mecânica (cinemática, dinâmica, estática, hidrostática) Termologia (termometria, calorimetria, termodinâmica) Ondulatória Óptica Eletrologia (eletrostática, eletrodinâmica, magnetismo e eletromagnetismo) Física Moderna
  4. 4. 2009: Ano Internacional da Astronomia
  5. 5. ÓPTICA GEOMÉTRICAEstudo da geometria dos raios de luz.
  6. 6. O que é a luz? Conjunto de comprimentos de onda a que o olho humano é sensível. Faixa de radiação eletromagnética que se situa entre as radiações infravermelhas e ultravioletas. Três grandezas físicas básicas da luz: cor (frequência), brilho (amplitude) e polarização (ângulo de vibração). Simultaneamente, a luz apresenta propriedades de ondas e partículas (dualidade onda-partícula).
  7. 7. Teorias sobre a Luz Primeiras idéias dos gregos (século I aC, Lucrécio): a luz solar e o seu calor eram compostos de pequenas partículas. Teoria corpuscular da luz (século XVII, Isaac Newton): luz como partícula que se desloca com uma velocidade maior na água do que no ar. Teoria ondulatória da luz (século XVII, Huygens): fenômeno ondulatório. Através das experiências de Young e Fresnel conseguiu-se medir o comprimento de onda da luz e provar sua propagação retilínea em meios homogêneos. Foucault, século XIX, descobriu que a luz se deslocava mais rápido no ar do que na água.
  8. 8. Dualidade onda partícula* Caráter ondulatório (até o final do´século XIX):Onda eletromagnética que se propaga no vácuo com velocidade de 3 x 108 m/s. V= λ.F* Caráter corpuscular (Einstein e Planck):Pequeno pacote de energia chamado de fóton. E=h.FObs.: Em 1911 Compton demonstrou que “a colisão de um fóton com um elétron tem comportamento de corpos materiais.
  9. 9. Fontes de Luz da radiação visível Dependem essencialmente do movimento de elétrons. Os elétrons podem ser levados de um estado de energia mais baixa outro de energia mais alta através do aquecimento ou passagem de corrente elétrica. Ao retornarem a seus níveis mais baixos, os átomos emitem radiação que pode estar na região visível do espectro. A fonte mais comum da radiação visível é o Sol.
  10. 10. Observações Todos os objetos emitem radiação magnética, denominada radiação térmica, devido à sua temperatura. Quando a radiação térmica é visível, os objetos são denominados incandescentes. Um exemplo para esta situação é o Sol. Para que observemos a incandescência, são necessárias temperaturas que excedam a 1.000°C. Quando a luz é emitida de objetos frios, o fenômeno é chamado de luminescência. Os exemplos são as lâmpadas fluorescentes, relâmpagos, e receptores de televisão. Caso a energia que excita os átomos seja originada de uma reação química, chamamos ao fenômeno de quimiluminescência. Mas, o que ocorre em seres vivos, como vagalumes e organismos marinhos, é chamado de bioluminescência.
  11. 11. Classificação das fontes de Luz Primária: possuem luz própria.Ex.: Sol, estrelas. Secundária: necessitam receber luz de uma fonte para serem visualizadas.Ex.: pessoas, caderno.
  12. 12. Meios de Propagação Transparentes: permitem a passagem dos raios de luz e, por isso é possível enxergar os objetos que estão do outro lado de um objeto transparente. Ex.: vidro plano de janela. Translúcidos: permitem a passagem dos raios de luz de uma maneira irregular. É possível enxergar objetos através deles, mas não é possível identificar detalhes. O vidro leitoso é um exemplo. Opacos: não permitem a passagem dos raios de luz. É impossível enxergar através de um corpo opaco. Ex.: parede de alvenaria.Obs: * Em nosso estudos trabalharemos apenas com meios transparentes e homogêneos, nos quais a luz se propaga em linha reta. * Após atravessar um meio, a luz chegará em algum sistema óptico (espelho, globo ocular, lentes)
  13. 13. Trajetória da Luz Reta (direção) + seta (sentido) Raio de luz Feixe Feixe Feixe convergente paralelo divergente
  14. 14. Princípios da Óptica Geométrica  Propagação retilínea da luz (sombra, penumbra = eclipse total/parcial).  Independência dos raios de luz.  Reversibilidade dos raios de luz.
  15. 15. Fenômenos ÓpticosREFLEXÃO: ao atingir uma superfície, a luzretorna ao meio de origem.A reflexão pode ser classificada como: regular ou difusa.
  16. 16. Observações a respeito da reflexão Em espelhos ocorre o fenômeno da reflexão regular. A cor exibida por um corpo é determinada pela luz que ele reflete difusamente. Os objetos que vemos diariamente refletem difusamente a luz.
  17. 17. Corpo brancoCorpo azul Corpo preto
  18. 18. REFRAÇÃO: passagem da luz de um meio paraoutro com mudança de velocidade depropagação e na maioria das vezes, desvio desua trajetória.
  19. 19. Absorção: todo corpo ao sofrer incidência daluz absorve certa quantidade de energia.Obs.: Fenômenos ópticos ocorremsimultaneamente.
  20. 20. Velocidade da LuzA luz se propaga no vácuo numa velocidadeconstante, que é uma constante da Física,representada por c e igual a 299 792 458 m/s.
  21. 21. Medidas para a Luz Intensidade da radiação/brilho: W/m2 Iluminância ou iluminação: lux Fluxo luminoso: lumen Intensidade luminosa: candela
  22. 22. O que é a difração da luz? É o fenômeno que ocorre com as ondas quando passam por um orifício ou contornam obstáculos de dimensões na ordem de grandeza do seu comprimento de onda. Para que ocorra a difração com a luz visível é necessária a utilização de redes de difração (superfícies reflexivas ou transparente onde são fritos vários sulcos, uns próximos aos outros). Exemplos da utilização de redes de difração para a luz visível: quando olhamos um tecido de trama fina contra uma fonte de luz distante ou observamos o reflexo num CD ou olhamos para a Lua através de uma nuvem, percebemos halos coloridos (os pequenos obstáculos são a trama, os sulcos do CD ou as gotinhas de água).
  23. 23. EXERCÍCIOS     1) Uma folha V reflete apenas luz verde. Uma outra folha A absorve todas as cores, exceto a amarela. Iluminando ambas as folhas com luz branca e observando através de um filtro vermelho: a) ambas parecerão pretas b) ambas parecerão vermelhas c) ambas parecerão verdes d) ambas parecerão brancas e) a folha V parecerá amarela e a folha A parecerá verde  
  24. 24. 2) Um disco opaco de 20 cm de raio dista 0,50 m de     uma fonte puntiforme luminosa. Uma tela é colocada 1,50 m atrás do disco, de forma que a reta que passa pela fonte e pelo centro do disco é perpendicular à tela e esta é paralela ao disco. O diâmetro da sombra do disco projetada na tela, em cm, vale: a) 10 b) 20 c) 40 d) 80 e) 160
  25. 25. 3) Um edifício iluminado pelos raios solares projetauma sombra de comprimento L = 72,0 m.Simultaneamente, uma vara vertical de 2,50 m dealtura, colocada ao lado do edifício, projeta umasombra de comprimento ℓ = 3,00 m. Qual é a alturado edifício?a) 90,0 mb) 86,0 mc) 60,0 md) 45,0 me) nenhuma das anteriores
  26. 26. 4) No passado, durante uma tempestade, as pessoascostumavam dizer que um raio havia caído distante,se o trovão devido a ele fosse ouvido muito tempodepois; ou que teria caído perto, caso acontecesse ocontrário. Do ponto de vista da Física, essaafirmação está fundamentada no fato de, no ar, avelocidade do som:a) variar como uma função da velocidade da luz.b) ser muito maior que a da luz.c) ser a mesma que a da luz.d) variar com o inverso do quadrado da distância.e) ser muito menor que a da luz.
  27. 27. 5) A folha impressa de um livro apresentaimpressão de letras pretas sobre o fundo brancodo papel; isso facilita a leitura e a percepção daescrita. O que ocorre com a luz ?Ela:a) é absorvida pela escrita e refratada pelo papelbranco;b) é refletida pela escrita e absorvida pelo papelbranco;c) é absorvida pela escrita e refletida pelo papelbranco;d)é refletida igualmente pelas duas partes;e) é refratada em graus diferentes pelas duaspartes. 
  28. 28. 6) O laser tem sido cada vez mais utilizado na medicina em inúmeras aplicações. Umraio laser é monocromático, ou seja, é um feixe com uma única freqüência. Raios dediferentes cores são usados, dependendo do efeito desejado e do tipo de tecido a sertratado. Aplicações incluem desde o corte cirúrgico de grande precisão até a remoçãode tatuagens, na qual os pigmentos coloridos sob a pele são pulverizados ao absorvera luz e são eliminados pelo sistema imunológico. Nesses tipos de aplicações, o médicodeseja que a energia do laser seja absorvida ao máximo pelo tecido atingido, ou pelospigmentos das tatuagens.Suponha que um médico dispões de um laser de argônio, que emite num comprimentode onda de 450 nm e um laser de dióxido de carbono (CO2), que emite na faixa de 740nm, ambos com a mesma potência. Na figura abaixo, está representado o espectro daluz visível, com os comprimentos de onda correspondentes a cada cor. Com base nessas informações e em seus conhecimentos sobre a absorção da luz pelos materiais, analise as seguintes afirmativas: I. Se o médico deseja fazer um corte em um tecido de cor vermelha é mais apropriado usar o laser de argônio do que o de CO2. II. Na remoção de tatuagens, os pigmentos de cor preta são os mais fáceis de ser pulverizados. III. Um laser de cor branca é o mais indicado para o corte cirúrgico. Está(ão) correta(s) apenas a(s) alternativa(s): a) I, II e III b) II e III c) I e III d) I e II e) I
  29. 29. 7) Um raio de luz, ao se refletir sobre uma superfície,apresenta-se refletido difusamente. Isto mostra que:a) a superfície refletora é planab) a superfície refletora é côncavac) a superfície refletora absorve parcialmente a luzincidented) a superfície refletora é rugosa
  30. 30.        8) Com base em seus conhecimentos sobre Óptica Física e Geométrica, analise as afirmativas abaixo. I. Quando a luz passa do ar para o vidro, ocorre uma mudança no seu comprimento de onda, fato que é explicado pelo fenômeno da difração. II. Reflexão, refração e absorção são fenômenos ondulatórios que não podem ocorrer simultaneamente. III. A cor de um feixe de luz monocromática não se altera quando esse feixe passa de um meio transparente para outro. IV. O fenômeno da difração ocorre com todas as ondas, caracterizando-se pelo desvio da direção em que a onda se propaga ao encontrar um obstáculo. Dessas afirmativas, está(ão) correta(s) apenas a) I, II e III. b) I, III e IV. c) I e II. d) III e IV. e) II e IV.
  31. 31. 9) Uma pessoa avista um ponto mais alto de uma torremediante um ângulo visual a . Afastando-se umadistância de 4 metros dessa torre, essa pessoa vê atorre mediante um ângulo visual b.Determine a altura (h) da torre, sabendo-se que:a = 45º e tg b = 5/6.a) 15 metrosb) 18 metrosc) 35 metrosd) 30 metrose) 20 metros

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