Aula optica 01

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Aula optica 01

  1. 1. ÓPTICA GEOMÉTRICAÓPTICA GEOMÉTRICAÉ a parte da Física que estuda osÉ a parte da Física que estuda osfenômenos relacionados com a luz efenômenos relacionados com a luz esua interação com meios materiaissua interação com meios materiaisquando as dimensões destes meiosquando as dimensões destes meiosé muito maior que o comprimento deé muito maior que o comprimento deonda da luz.onda da luz.
  2. 2. LUZLUZ Forma de energia radiante que seForma de energia radiante que sepropaga por meio de ondaspropaga por meio de ondaseletromagnéticas. A velocidade da luz noeletromagnéticas. A velocidade da luz novácuo é de cerca de 300.000 km/s.vácuo é de cerca de 300.000 km/s.
  3. 3. FONTES DE LUZFONTES DE LUZ As fontes de luz ou luminosas podem ser de 2As fontes de luz ou luminosas podem ser de 2tipos:tipos: PrimáriasPrimárias  São aquelas que produzem aSão aquelas que produzem aprópria luz que emitem.própria luz que emitem.
  4. 4.  SecundáriasSecundárias  São aquelas que emitem aSão aquelas que emitem aluz refletida de outras fontes.luz refletida de outras fontes.
  5. 5. RAIOS DE LUZRAIOS DE LUZ São segmentos de reta orientados queSão segmentos de reta orientados querepresentam o sentido de propagação da luz erepresentam o sentido de propagação da luz eauxiliam na construção de imagens em diversosauxiliam na construção de imagens em diversossistemas ópticos.sistemas ópticos.
  6. 6. FEIXE DE LUZFEIXE DE LUZ É um conjunto de raios de luz. Pode ser de 3É um conjunto de raios de luz. Pode ser de 3tipos:tipos: ConvergentesConvergentes
  7. 7.  DivergentesDivergentes
  8. 8.  ParalelosParalelos
  9. 9. INTERAÇÃO DA LUZ COM MEIOSINTERAÇÃO DA LUZ COM MEIOSMATERIAISMATERIAIS Podemos classificar os meios materiais dePodemos classificar os meios materiais deacordo com a forma com que a luz seacordo com a forma com que a luz sepropaga (ou não) nos mesmos.propaga (ou não) nos mesmos.
  10. 10.  Meios TransparentesMeios Transparentes  Permitem que a luz sePermitem que a luz sepropague neles também que as imagens ou objetospropague neles também que as imagens ou objetospossam ser vistos nitidamente.possam ser vistos nitidamente.
  11. 11.  Meios TranslúcidosMeios Translúcidos Permitem que a luz se propaguePermitem que a luz se propagueneles mas as imagens não podem ser vistos comneles mas as imagens não podem ser vistos comnitidez.nitidez.
  12. 12.  Meios OpacosMeios Opacos Não permitem a propagação da luz.Não permitem a propagação da luz.
  13. 13. FENÔMENOS ÓPTICOSFENÔMENOS ÓPTICOS Quando um feixe de luz atinge umaQuando um feixe de luz atinge umasuperfície de separação entre 2 meiossuperfície de separação entre 2 meiospode ocorrer uma série de fenômenos. Napode ocorrer uma série de fenômenos. Naóptica geométrica os 3 principais são:óptica geométrica os 3 principais são:
  14. 14.  ReflexãoReflexão  É o fenômeno no qual o feixe de luzÉ o fenômeno no qual o feixe de luzatinge a superfície de separação entre 2 meios eatinge a superfície de separação entre 2 meios eretorna ao meio onde já se encontrava propagando.retorna ao meio onde já se encontrava propagando.Pode ser de 2 tipos:Pode ser de 2 tipos: Regular: Normalmente ocorre em superfícies lisasRegular: Normalmente ocorre em superfícies lisase polidas.e polidas.
  15. 15.  Difusa: Ocorre em superfícies rugosasDifusa: Ocorre em superfícies rugosas OBS: A quase totalidade dos objetos que enxergamos em nosso dia-a-dia refletem a luz de forma difusa.OBS: A quase totalidade dos objetos que enxergamos em nosso dia-a-dia refletem a luz de forma difusa.
  16. 16.  RefraçãoRefração  É o fenômeno no qual um feixe de luz seÉ o fenômeno no qual um feixe de luz sepropagando em um meio atinge uma superfície depropagando em um meio atinge uma superfície deseparação e passa a se propagar em outro meio.separação e passa a se propagar em outro meio.Também pode se dar de forma regular ou difusa.Também pode se dar de forma regular ou difusa.
  17. 17.  AbsorçãoAbsorção  Neste fenômeno parte da energia doNeste fenômeno parte da energia dofeixe de luz é absorvida pela superfície de separaçãofeixe de luz é absorvida pela superfície de separaçãoentre 2 meios.entre 2 meios.
  18. 18. A DISPERSÃO DA LUZA DISPERSÃO DA LUZ Um feixe de luz pode ser monocromáticoUm feixe de luz pode ser monocromático(quando possui apenas uma cor(quando possui apenas uma corassociada a ele – ou um comprimento deassociada a ele – ou um comprimento deonda específico para aquela cor) ouonda específico para aquela cor) oupolicromático (quando possui várias corespolicromático (quando possui várias cores– ou comprimentos de onda – em sua– ou comprimentos de onda – em suacomposição).composição).
  19. 19.  A luz do sol, por exemplo, é policromática e possuiA luz do sol, por exemplo, é policromática e possuiuma infinidade de cores em sua composição, asuma infinidade de cores em sua composição, asquais podem ser divididas em 7 cores principais.quais podem ser divididas em 7 cores principais.
  20. 20.  As cores de todos os objetos que podemosAs cores de todos os objetos que podemosvisualizar são o resultado da reflexão de umavisualizar são o resultado da reflexão de umaparte da luz policromática que neles incide.parte da luz policromática que neles incide.
  21. 21. PRINCÍPIOS DA ÓPTICAPRINCÍPIOS DA ÓPTICAGEOMÉTRICAGEOMÉTRICA Princípio da Propagação Retilínea da Luz.Princípio da Propagação Retilínea da Luz. Nos meios homogêneos, isotrópicos e transparentes,Nos meios homogêneos, isotrópicos e transparentes,a luz se propaga em linha reta.a luz se propaga em linha reta.
  22. 22.  Princípio da Reversibilidade dos RaiosPrincípio da Reversibilidade dos RaiosLuminosos.Luminosos. A forma da trajetória de um raio de luz não depende doA forma da trajetória de um raio de luz não depende dosentido de sua propagação.sentido de sua propagação.
  23. 23.  Princípio da Independência dos RaiosPrincípio da Independência dos RaiosLuminosos.Luminosos. Quando 2 ou mais feixes luminosos se interceptam emQuando 2 ou mais feixes luminosos se interceptam emsua trajetória eles não modificam suas característicassua trajetória eles não modificam suas característicasapós a interferência.após a interferência.
  24. 24. CONSEQUÊNCIAS DOSCONSEQUÊNCIAS DOSPRINCÍPIOS DA ÓPTICAPRINCÍPIOS DA ÓPTICAGEOMÉTRICAGEOMÉTRICA Sombra e Penumbra.Sombra e Penumbra. Fontes puntiformes ou pontuais podemFontes puntiformes ou pontuais podemproduzir apenas sombra.produzir apenas sombra.
  25. 25.  Fontes extensas produzem sombra e penumbra.Fontes extensas produzem sombra e penumbra.
  26. 26.  EclipsesEclipses
  27. 27.  EclipsesEclipses
  28. 28.  Formação de Imagens no Interior de CâmarasFormação de Imagens no Interior de CâmarasEscuras.Escuras.
  29. 29. Relação Geométrica
  30. 30.  Determinação da Altura de Objetos porDeterminação da Altura de Objetos porSemelhança de Triângulos.Semelhança de Triângulos.
  31. 31. Solução
  32. 32. RESUMO
  33. 33. TEORIA DE FORMAÇÃO DETEORIA DE FORMAÇÃO DEIMAGENSIMAGENS Classificações de pontos objeto e pontosClassificações de pontos objeto e pontosimagem.imagem.
  34. 34. ESPELHOS PLANOSESPELHOS PLANOS Nos espelhos planos as imagens se formam porNos espelhos planos as imagens se formam porreflexão regular. Vamos estudar agora como asreflexão regular. Vamos estudar agora como asimagens se formam e algumas de suasimagens se formam e algumas de suaspropriedades.propriedades.
  35. 35.  Vamos adotar a seguinte nomenclatura:Vamos adotar a seguinte nomenclatura:II  Raio incidente no espelho;Raio incidente no espelho;NN  Reta normal à superfície do espelho no ponto onde o raioReta normal à superfície do espelho no ponto onde o raiode luz o atinge;de luz o atinge;RR  Raio refletido associado ao raio incidente.Raio refletido associado ao raio incidente.
  36. 36.  As Leis da Reflexão Regular:As Leis da Reflexão Regular: 1a – O raio incidente, a normal e o raio refletido são1a – O raio incidente, a normal e o raio refletido sãoco-planares.co-planares.
  37. 37.  2a – O ângulo formado entre o raio incidente e a normal2a – O ângulo formado entre o raio incidente e a normal(i) é igual ao ângulo formado entre o raio refletido e a(i) é igual ao ângulo formado entre o raio refletido e anormal (r).normal (r).
  38. 38. http://omnis.if.ufrj.br/~marta/aplicativos/leisdareflexao.swf
  39. 39. CONSTRUÇÃO DAS IMAGENSCONSTRUÇÃO DAS IMAGENS Para que um observador consiga ver aPara que um observador consiga ver aimagem refletida pelo espelho é precisoimagem refletida pelo espelho é precisoque raios provenientes do objeto sejamque raios provenientes do objeto sejamrefletidos pelo espelho e alcancem seurefletidos pelo espelho e alcancem seuolho. Isto pode acontecer para diferentesolho. Isto pode acontecer para diferentesposições do observador.posições do observador.
  40. 40.  A imagem pode ser localizada, conforme vimos, aplicando asA imagem pode ser localizada, conforme vimos, aplicando asleis da reflexão. Precisamos de apenas 2 raios luminosos paraleis da reflexão. Precisamos de apenas 2 raios luminosos paraobtê-la.obtê-la.
  41. 41. 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.
  42. 42. http://omnis.if.ufrj.br/~marta/aplicativos/espelhoplano.swf
  43. 43. • Exercício
  44. 44. • Exercício
  45. 45. • TRANSLAÇÃO DE UM ESPELHO PLANOQuando um espelho plano se desloca uma distância d do observadorsua imagem desloca-se uma distância D = 2d. Vejamos.
  46. 46. • 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.
  47. 47. • 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:
  48. 48. • Exemplo
  49. 49. FIM

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