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BIOFÍSICA DA VISÃO
Amarelo   Verde    Vermelho Azul     Preto     RosaLaranja   Marrom    Cinza Roxo     Branco   Vermelho
*A retina é composta                 Olho Humano            de células sensíveis à  Cones e                               ...
Daltonismo
Como é visto o Calor ?
Reflexão e Refração
Propagação da Luz - Refração•   Raio  é o raio incidente•   Raio  é o raio refletido•   Raio  é o raio refratado no    ...
Arco- ìris
PAS UnB – 2010 item 122
•Cada cor depende doCores dos objetos   comprimento de onda da luz                    correspondente àquela cor. O        ...
NÚMERO DE IMAGENS
Refração• Um raio de luz muda a sua direção de propagação, ao  passar de um meio para o outro, em um fenômeno  chamado de ...
O índice de refração• A luz se propaga no vácuo com  velocidade de 299.792.458 m/s.  A velocidade da luz no vácuo (c)  é a...
• Na água, a luz se propaga com uma velocidade  de v= 225.407.863,15 m/s, e assim o índice de  refração valenágua= 299.792...
MATERIAL   ÍNDICE DE           REFRAÇÃOAr         1Água       1,33Acrílico   1,49Vidro      1,6 a 1,9Diamante   2,4
• 1º Vestibular 2011 – item 46 (refração)• PAS 2010 – item 118 (índice de refração)
Lei de Snell• Ao encontrar uma interface entre dois meios, uma onda pode dividir-se em  duas. Uma vai ser a onda refletida...
Exemplo• UFRJ - Um raio luminoso que se propaga no ar (nar = 1) incide  obliquamente sobre um meio transparente de índice ...
Caso Particular• Um caso especial da refração verifica-se  quando o ângulo de incidência é zero, ou  seja, o raio incide p...
Reflexão interna total• Observando a lei de Snell para o caso em que  a onda passe de um meio com um índice de  refração p...
Ângulo limite (θlimite)• Denominamos de ângulo limite, ou ângulo crítico de  incidência, o ângulo de incidência para o qua...
AFA 2011
O céu é azul?
A atmosfera é composta de muitas partículas: gotas de água,fumaça e gases, todas elas afastam os raios solares que entramn...
ibra Óptica    A fibra tem um núcleo de sílica e uma interface de sílica misturada com    outro material de menor índice d...
É SÓ MIRAGEM
Reflexões internas no Diamante                                 Está lembrado do ângulo crítico?                           ...
• PAS UnB 2010 – item 120
PAS / UnB - 2004
Levando-se em conta o índice derefração e a velocidade depropagação no vidro, podemosafirmar que:Obs.:Vve = velocidade da ...
UNICAMP 2012 - Nos últimos anos, o Brasil vem implantandoem diversas cidades o sinal de televisão digital. O sinal detelev...
b) Cabos coaxiais são constituídos por doiscondutores separados por um isolante de índice derefração n e constante dielétr...
• REVISÃO GERAL• CONTEÚDOS ESTUDADOS ATÉ AQUI
• Calcule o índice de refração da glicerina,  sendo dados sen 1 = 0,50 e sen 2 = 0,34.• Qual o valor da velocidade de prop...
• (UnB) Um prisma reto de vidro cuja base é  um triângulo retângulo isóceles foi  totalmente mergulhado em água. Calcule o...
(2ºVestibular UnB - 2010)                            A figura I ilustra uma imagem da                            nebulosa ...
As estrelas, gradualmente, vão-se desfazendo até chegarem àscamadas mais quentes e profundas, quando emitem luz ultraviole...
1) Ao se usar o espectroscópio ilustrado na figura III para analisar a   luz visível emitida pelo átomo de hidrogênio, obt...
UnB – 2010) A técnica empregada no espectroscópio que permite distinguiros elementos químicos presentes em uma estrela tem...
As figuras acima representam parte doVestibular - UnB 2008                        sistema de lentes do olho de um inseto, ...
60) Considere que os raios luminosos quechegam ao rabdoma sofram reflexõesinternas totais nas suas paredes, atéchegarem à ...
• Um raio de luz, que incide em uma interface ar-  acrílico como mostra a figura1 a seguir. A partir de  seus conhecimento...
• Um feixe de luz entra no interior de uma  caixa retan-gular de altura L, espelhada  internamente, através de uma abertur...
Óptica geométrica
Óptica geométrica
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Óptica geométrica
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  1. 1. BIOFÍSICA DA VISÃO
  2. 2. Amarelo Verde Vermelho Azul Preto RosaLaranja Marrom Cinza Roxo Branco Vermelho
  3. 3. *A retina é composta Olho Humano de células sensíveis à Cones e luz. A função da Bastonete retina é de s transformar sinais luminoso em impulsosfóvea elétricos. *Cones e bastonetes que são células sensíveis a luz. Cada tipo de cone é sensível a uma determinada corPonto Cego •Existem pessoas que não conseguem distinguir cores. Podendo ver cores trocadas ou até em preto e branco. Jhon Dalton não enxergava o vermelho, por causa dele, esta deficiência ficou conhecida como daltonismo. Que é causado por defeitos na retina ou no nervo óptico, e é hereditário
  4. 4. Daltonismo
  5. 5. Como é visto o Calor ?
  6. 6. Reflexão e Refração
  7. 7. Propagação da Luz - Refração• Raio  é o raio incidente• Raio  é o raio refletido• Raio  é o raio refratado no meio translúcido• Raio  é o raio internamente refletido• Raio  is o raio refratado quando sai do meio translúcido
  8. 8. Arco- ìris
  9. 9. PAS UnB – 2010 item 122
  10. 10. •Cada cor depende doCores dos objetos comprimento de onda da luz correspondente àquela cor. O comprimento de onda da luz é a distância entre duas cristas suscessívas de onda. •As sete cores do espectro podem ser obtidas por meio da mistura de apenas três delas: Vermelho,Verde e Azul, que são denominadas cores primárias aditivas. •As substáncias responsáveis pela cor de um objeto são denominadas pigmentos.cada pigmento absorve e reflete algumas cores
  11. 11. NÚMERO DE IMAGENS
  12. 12. Refração• Um raio de luz muda a sua direção de propagação, ao passar de um meio para o outro, em um fenômeno chamado de refração da luz. Esta mudança de direção ocorre porque a luz tem velocidade diferente em cada meio.• A refração é a mudança de velocidade de propagação de uma onda ao cruzar a interface entre dois meios distintos, geralmente acompanhada de mudança da direção de propagação
  13. 13. O índice de refração• A luz se propaga no vácuo com velocidade de 299.792.458 m/s. A velocidade da luz no vácuo (c) é a maior velocidade possível, segundo a Teoria da Relatividade de Enstein. Desta forma, podemos afirmar que, em qualquer meio material, a c n velocidade da luz é menor que (c). O índice de refração (n) de uma substância é definido como a razão entre a velocidade da luz no vácuo (c) e a velocidade da luz no meio. v
  14. 14. • Na água, a luz se propaga com uma velocidade de v= 225.407.863,15 m/s, e assim o índice de refração valenágua= 299.792.458 = 1,33 225.407.863,15Quanto maior o índice de refração de uma substância, menor a velocidade da luz naquele meio.
  15. 15. MATERIAL ÍNDICE DE REFRAÇÃOAr 1Água 1,33Acrílico 1,49Vidro 1,6 a 1,9Diamante 2,4
  16. 16. • 1º Vestibular 2011 – item 46 (refração)• PAS 2010 – item 118 (índice de refração)
  17. 17. Lei de Snell• Ao encontrar uma interface entre dois meios, uma onda pode dividir-se em duas. Uma vai ser a onda refletida e a outra, que penetra no segundo meio, é a onda refratada. A onda refratada sofre mudança na sua velocidade de normalmente acompanhada por uma variação de direção de propagação da luz nos dois meios. Esta relação é conhecida como Lei de Snell, é escrita da seguinte forma: n sen  n sen 1 1 2 2
  18. 18. Exemplo• UFRJ - Um raio luminoso que se propaga no ar (nar = 1) incide obliquamente sobre um meio transparente de índice de refração n, fazendo um ângulo de 60° com a normal. Nessa situação, verifica-se que o raio refletido é perpendicular ao raio refratado, como ilustra a figura. Calcule o índice de refração n do meio.
  19. 19. Caso Particular• Um caso especial da refração verifica-se quando o ângulo de incidência é zero, ou seja, o raio incide perpendicularmente na interface. Nesse caso, o ângulo de refração também será zero, e o raio não muda a direção de propagação.
  20. 20. Reflexão interna total• Observando a lei de Snell para o caso em que a onda passe de um meio com um índice de refração para outro, com índice de refração menor, vemos que existe um valor do ângulo de incidência acima do qual não é possível encontrar nenhum do ângulo de refração que satisfaça a lei de Snell. Este é o caso, por exemplo, de um feixe de luz passando da água (nágua=1,33) para o ar (nar=1,0).
  21. 21. Ângulo limite (θlimite)• Denominamos de ângulo limite, ou ângulo crítico de incidência, o ângulo de incidência para o qual o feixe refratado faz um ângulo de 90º com a normal.• Podemos calcular o valor do ângulo crítico usando a Lei de Snell, com n1>n2 e θ2=90º n1sen θc=n2sen90º. Sen θc= n2 n1
  22. 22. AFA 2011
  23. 23. O céu é azul?
  24. 24. A atmosfera é composta de muitas partículas: gotas de água,fumaça e gases, todas elas afastam os raios solares que entramna atmosfera do seu caminho direto; desviam-na para osnossos olhos, fazem-na visível.
  25. 25. ibra Óptica A fibra tem um núcleo de sílica e uma interface de sílica misturada com outro material de menor índice de refração. Por causa da diferença de índice de refração entre o núcleo e a interface, um feixe de luz fica confinado no interior da fibra e viaja por ela como a água em um cano. O ângulo com que o feixe incide sobre a interface é sempre maior que o ângulo crítico, fazendo com que a luz se reflita totalmente e fique presa na fibra. Uma fibra é incomparavelmente mais eficiente para transporte de sinais de comunicação que um fio de cobre. Diferentemente de um fio de cobre, a fibra não sofre interferências de campos elétricos e magnéticos. Além disso, usando freqüências ligeiramente diferentes, é possível transmitir um número imenso de sinais por uma única fibra, sem perigo de aparecer linha cruzada.
  26. 26. É SÓ MIRAGEM
  27. 27. Reflexões internas no Diamante Está lembrado do ângulo crítico? Quanto maior o índice de refração de um material transparente, menor o ângulo crítico. Depois que um feixe de luz entra em um material de grande índice de refração, só sai se incidir, internamente, com um ângulo menor que o ângulo crítico. O diamante tem um índice de refração n = 2,40. Com esse valor do índice de refração, o ângulo crítico do diamante (em relação ao ar) é pouco maior que 24º. Uma vez dentro do diamante, a luz só sai se incidir na superfície interna com um ângulo menor que esse. De 24º até 90º a luz se reflete de volta.
  28. 28. • PAS UnB 2010 – item 120
  29. 29. PAS / UnB - 2004
  30. 30. Levando-se em conta o índice derefração e a velocidade depropagação no vidro, podemosafirmar que:Obs.:Vve = velocidade da luz vermelhaVam = velocidade da luz amarelaVaz = velocidade da luz azul a) Vve < Vam < Vaz b) Vve > Vam > Vaz c) Vve > Vam < Vaz d) Vve = Vam = Vaz e) Vve < Vam > Vaz
  31. 31. UNICAMP 2012 - Nos últimos anos, o Brasil vem implantandoem diversas cidades o sinal de televisão digital. O sinal detelevisão é transmitido através de antenas e cabos, por ondaseletromagnéticas cuja velocidade no ar é aproximadamenteigual à da luz no vácuo.
  32. 32. b) Cabos coaxiais são constituídos por doiscondutores separados por um isolante de índice derefração n e constante dielétrica K , relacionados porK = n2 . A velocidade de uma onda eletromagnéticano interior do cabo é dada por v = c / nQual é o comprimento de onda de uma onda defrequência f = 400MHz que se propaga num cabocujo isolante é o polietileno (K = 2, 25) ?
  33. 33. • REVISÃO GERAL• CONTEÚDOS ESTUDADOS ATÉ AQUI
  34. 34. • Calcule o índice de refração da glicerina, sendo dados sen 1 = 0,50 e sen 2 = 0,34.• Qual o valor da velocidade de propagação da luz na glicerina? Considere a velocidade da luz no ar, igual a no vácuo.
  35. 35. • (UnB) Um prisma reto de vidro cuja base é um triângulo retângulo isóceles foi totalmente mergulhado em água. Calcule o menor índice de refração que tal prisma deverá ter, para que reflita por completo um raio que incida normalmente em uma das faces menores. Considere que o índice de refração da água seja igual a 0,95 x , multiplique por 10 o valor calculado, desconsiderando, depois, a parte fracionária de seu resultado, caso exista.
  36. 36. (2ºVestibular UnB - 2010) A figura I ilustra uma imagem da nebulosa planetária NGC7662. Ao contrário do que essa imagem sugere, as nebulosas planetárias não são tão etéreas e tranquilas; na realidade, são enormes e tempestuosas. Adornando toda a Via Láctea como enfeites de árvore de Natal, as nebulosas planetárias são os restos coloridos de estrelas de baixa massa – aquelas com tamanho inferior a oito vezes a massa solar. As estrelas, ao morrerem, perdem suas camadas externas, que se transformam em uma espécie de vento, cuja velocidade atinge até 1.000 km/s.
  37. 37. As estrelas, gradualmente, vão-se desfazendo até chegarem àscamadas mais quentes e profundas, quando emitem luz ultravioletacapaz de ionizar o vento e torná-lo fluorescente.No fenômeno da fluorescência, um átomo absorve energia e areemite na forma de radiação eletromagnética, composta de umacoleção de comprimentos de onda característicos, sendo parte delescompreendida na região do visível, conforme ilustra a figura II, queexemplifica o caso do átomo de hidrogênio. No estudo dessefenômeno, para se identificar a presença de cada elemento químiconas estrelas e nebulosas, usam-se cores, que podem serdeterminadas por meio de um espectroscópio, cujo esquema básicoé mostrado na figura III.A partir dessas informações, julgue os itens (certo ou errado),sabendo que a relação entre a energia E de um fóton e o seucomprimento de onda λ é dada por E = , em que h = 6,62 · 10–34 J·sé a constante de Planck e c = 3 · 108 m/s, a velocidade da luz novácuo.
  38. 38. 1) Ao se usar o espectroscópio ilustrado na figura III para analisar a luz visível emitida pelo átomo de hidrogênio, obtêm-se três imagens da fenda sobre o filme ou detector, uma para cada cor, como mostra a figura II.2) No prisma ilustrado na figura III, a velocidade de propagação da luz vermelha é menor que a velocidade de propagação da luz violeta.3) Considerando-se como poder de resolução de um equipamento a capacidade em distinguir duas cores próximas, é correto inferir que o poder de resolução do espectroscópio representado na figura III independe da distância focal da lente que focaliza o feixe sobre o filme.4) Se o espectro da figura II tivesse sido obtido a partir da luz emitida por uma estrela que se afasta velozmente da Terra, então todas as linhas espectrais ficariam deslocadas à direita das linhas da figura II.
  39. 39. UnB – 2010) A técnica empregada no espectroscópio que permite distinguiros elementos químicos presentes em uma estrela tem por princípiofundamental as diferenças de :a) frequências das radiações emitidas pelos vários elementos químicosexistentes na estrela.b) velocidades de propagação das cores da radiação no trajeto da estrela àTerra.c) polarização da luz emitida por cada um dos elementos químicos quecompõem a estrela.d) intensidade da radiação emitida por cada um dos elementos químicosque compõem a estrela.
  40. 40. As figuras acima representam parte doVestibular - UnB 2008 sistema de lentes do olho de um inseto, com seus componentes biológicos, sendo a retínula o elemento receptor de luz, cujo centro é ocupado por um cilindro translúcido, chamado rabdoma. Ao redor do rabdoma estão localizadas células fotorreceptoras. Sabe-se que os raios de curvatura das lentes dos olhos dos insetos são fixos. Portanto, esses animais não têm a capacidade de variar a distância focal do olho por meio da variação da curvatura de suas lentes, uma Ítens 60 e 61 propriedade conhecida como poder de acomodação, presente no olho humano. Considerando essas informações, julgue os itens seguintes.
  41. 41. 60) Considere que os raios luminosos quechegam ao rabdoma sofram reflexõesinternas totais nas suas paredes, atéchegarem à fibra do nervo óptico, comoilustrado na figura. Nesse caso, para queessas reflexões totais ocorram, a região queenvolve o rabdoma deve possuir índice derefração menor que o índice de refração dopróprio rabdoma.61) Diferentemente dos mamíferos, quepercebem a luz por meio de olhos simples, osinsetos o fazem por meio de olhoscompostos.
  42. 42. • Um raio de luz, que incide em uma interface ar- acrílico como mostra a figura1 a seguir. A partir de seus conhecimentos de física determinea) o índice de refração do acrílico e o ângulo limite para este material.b) A velocidade da luzNo acrílico. figura 1, foto by: Pedro, 2ºD. Colégio Marista Champagnat.
  43. 43. • Um feixe de luz entra no interior de uma caixa retan-gular de altura L, espelhada internamente, através de uma abertura A. O feixe, após sofrer 5 reflexões, sai da caixa por um orifício B depois de decorrido 10–8 segundo. Os ângulos formados pela direção do feixe e o seg-mento AB estão indicados na figura.
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