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Princípios da Óptica Geométrica
 

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    Princípios da Óptica Geométrica Princípios da Óptica Geométrica Presentation Transcript

    • ÓPTICA GEOMÉTRICAÉ a parte da Física que estuda osfenômenos relacionados com a luz esua interação com meios materiaisquando as dimensões destes meiosé muito maior que o comprimentode onda da luz.
    • LUZ Forma de energia radiante que se propaga por meio de ondas eletromagnéticas. A velocidade da luz no vácuo é de cerca de 300.000 km/s.
    • FONTES DE LUZ As fontes de luz ou luminosas podem ser de 2 tipos:  Primárias  São aquelas que produzem a própria luz que emitem.
    •  Secundárias  São aquelas que emitem a luz refletida de outras fontes.
    • RAIOS DE LUZ São segmentos de reta orientados que representam o sentido de propagação da luz e auxiliam na construção de imagens em diversos sistemas ópticos.
    • FEIXE DE LUZ É um conjunto de raios de luz. Pode ser de 3 tipos:  Convergentes
    •  Divergentes
    •  Paralelos
    • INTERAÇÃO DA LUZ COM MEIOS MATERIAIS Podemos classificar os meios materiais de acordo com a forma com que a luz se propaga (ou não) nos mesmos.
    •  Meios Transparentes  Permitem que a luz se propague neles também que as imagens ou objetos possam ser vistos nitidamente.
    •  Meios Translúcidos Permitem que a luz se propague neles mas as imagens não podem ser vistos com nitidez.
    •  Meios Opacos Não permitem a propagação da luz.
    • FENÔMENOS ÓPTICOS Quando um feixe de luz atinge uma superfície de separação entre 2 meios pode ocorrer uma série de fenômenos. Na óptica geométrica os 3 principais são:
    •  Reflexão  É o fenômeno no qual o feixe de luz atinge a superfície de separação entre 2 meios e retorna ao meio onde já se encontrava propagando. Pode ser de 2 tipos: Regular: Normalmente ocorre em superfícies lisas e polidas.
    •  Difusa: Ocorre em superfícies rugosas OBS: A quase totalidade dos objetos que enxergamos em nosso dia-a-dia refletem a luz de forma difusa.
    •  Refração  É o fenômeno no qual um feixe de luz se propagando em um meio atinge uma superfície de separação e passa a se propagar em outro meio. Também pode se dar de forma regular ou difusa.
    •  Absorção  Neste fenômeno parte da energia do feixe de luz é absorvida pela superfície de separação entre 2 meios.
    • A DISPERSÃO DA LUZ Um feixe de luz pode ser monocromático (quando possui apenas uma cor associada a ele – ou um comprimento de onda específico para aquela cor) ou policromático (quando possui várias cores – ou comprimentos de onda – em sua composição).
    •  A luz do sol, por exemplo, é policromática e possui uma infinidade de cores em sua composição, as quais podem ser divididas em 7 cores principais.
    •  As cores de todos os objetos que podemos visualizar são o resultado da reflexão de uma parte da luz policromática que neles incide.
    • PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA Princípio da Propagação Retilínea da Luz.  Nos meios homogêneos, isotrópicos e transparentes, a luz se propaga em linha reta.
    •  Princípio da Reversibilidade dos Raios Luminosos.  A forma da trajetória de um raio de luz não depende do sentido de sua propagação.
    •  Princípio da Independência dos Raios Luminosos.  Quando 2 ou mais feixes luminosos se interceptam em sua trajetória eles não modificam suas características após a interferência.
    • CONSEQUÊNCIAS DOS PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA Sombra e Penumbra.  Fontes puntiformes ou pontuais podem produzir apenas sombra.
    •  Fontes extensas produzem sombra e penumbra.
    •  Eclipses
    •  Eclipses
    •  Formação de Imagens no Interior de Câmaras Escuras.
    • Relação Geométrica
    •  Determinação da Altura de Objetos por Semelhança de Triângulos.
    • Solução
    • TEORIA DE FORMAÇÃO DE IMAGENS Classificações de pontos objeto e pontos imagem.
    • ESPELHOS PLANOS Nos espelhos planos as imagens se formam por reflexão regular. Vamos estudar agora como as imagens se formam e algumas de suas propriedades.
    •  Vamos adotar a seguinte nomenclatura: I  Raio incidente no espelho; N  Reta normal à superfície do espelho no ponto onde o raio de luz o atinge; R  Raio refletido associado ao raio incidente.
    •  As Leis da Reflexão Regular:  1a – O raio incidente, a normal e o raio refletido são co-planares.
    •  2a – O ângulo formado entre o raio incidente e a normal (i) é igual ao ângulo formado entre o raio refletido e a normal (r).
    • http://omnis.if.ufrj.br/~marta/aplicativos/leisdareflexao.swf
    • CONSTRUÇÃO DAS IMAGENS Para que um observador consiga ver a imagem refletida pelo espelho é preciso que raios provenientes do objeto sejam refletidos pelo espelho e alcancem seu olho. Isto pode acontecer para diferentes posições do observador.
    •  A imagem pode ser localizada, conforme vimos, aplicando as leis da reflexão. Precisamos de apenas 2 raios luminosos para obtê-la.
    • CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANOPodemos determinar o campo visual de um espelho plano(a região do espaço que pode ser vista por reflexão)usando um procedimento simples.
    • http://omnis.if.ufrj.br/~marta/aplicativos/espelhoplano.swf
    • • Exercício
    • • Exercício
    • • TRANSLAÇÃO DE UM ESPELHO PLANOQuando um espelho plano se desloca uma distância d do observadorsua imagem desloca-se uma distância D = 2d. Vejamos.
    • • ROTAÇÃO DE UM ESPELHO PLANOQuando um espelho plano gira de um ângulo α , qualquer raioincidindo sobre o mesmo sofre uma rotação de um ângulo β = 2 α.
    • • ASSOCIAÇÃO DE ESPELHOS PLANOSQuando dois espelhos planos são associados formandoum ângulo α entre eles haverá a formação de n imagens,onde n obedece à seguinte relação:
    • • Exemplo
    • FIM