Luz

A LUZ

A luz

Sem luz não seria possível a vida na Terra.

Os seres vivos necessitam de luz para:crescer,viver,ver,comunicar.

O que é a luz?

A luz é um fenómeno ondulatório, ou seja,

propaga-se através de ondas electromagnéticas.

A luz propaga-se no vazio.

No vazio e no ar, todas as ondas electromagnéticas (a luz visível, as microondas, os ultra-violeta, as ondas de rádio, etc.) se propagam à mesma velocidade:

300 000 km/s

O espectro electromagnéticoO espectro electromagnético é o

conjunto de todas as ondas electromagnéticas de diferentes frequências, umas visíveis e outras invisíveis para os nossos olhos.

Como se propaga a luz?

A luz propaga-se em todas as direcções e em linha recta.

A sombra de um objecto aparece do lado oposto à luz.

Fontes luminosasAs fontes luminosas podem ser:

naturais, como o Sol e outras estrelas.

artificiais, como as velas e as lâmpadas.

Raios e feixes luminososUm raio luminoso é uma

representação da direcção e sentido de propagação da luz.

Um feixe luminoso é um conjunto de raios luminosos.

Os feixes luminosos podem ser de raios paralelos, convergentes ou divergentes.

Triângulo de visão

O triângulo de visão é constituído por: fonte de luz; corpo iluminado; receptor – olhos.

Só vemos os objectos porquea sua luz chega aos nossosolhos.

Materiais transparentes, translúcidos e opacos

Material transparente – permitem a passagem total da luz e proporcionam uma visão nítida. (vidro, acrílico, água)

Material translúcido – permitem a passagem parcial da luz e os objectos não são vistos com nitidez. (vidro fosco, papel vegetal)

Material opaco – não se deixam atravessar pela luz e não se conseguem ver os objectos através deles. (metais, madeira, granito)

Materiais transparentes, translúcidos e opacos

Reflexão da luz

A reflexão da luz, numa superfície, consiste no reenvio da luz para o mesmo meio de propagação.

É a reflexão da luz que dá origem às

imagens que se observam num espelho

ou na superfície da água em repouso.

Reflexão da luzA reflexão da luz pode ser:

Reflexão regular - a luz, ao incidir numa superfície polida, é reenviada numa direcção bem definida.

Reflexão irregular ou difusão - a luz, ao incidir numa superfície não polida e rugosa, é reenviada em direcções diferentes.

Espelhos

Os espelhos são superfícies polidas que reflectem regularmente a luz e que dão origem à formação de imagens.

Leis da reflexãoNa reflexão da luz, verifica-se que: O raio incidente, o raio reflectido e a

normal à superfície polida estão no mesmo plano;

O ângulo de incidência é sempre igual ao ângulo de reflexão.

Espelhos planos

Num espelho plano, a imagem quese observa :

é direita;é simétrica; está à mesma distância do espelho que o

objecto; é do mesmo tamanho que o objecto; é virtual (parece formar-se atrás do espelho e

não se projecta num alvo); as imagens virtuais parecem estar dentro do espelho.

Espelhos planos

A construção geométrica da imagem dada pelo espelho plano permite concluir que:

a imagem aparece atrás do espelho;a imagem é do mesmo tamanho;a imagem está à mesma distância;a imagem está direita;a imagem é simétrica.

Quando associamos espelhos planos…

Quando se colocam dois espelhos planos com um ângulo entre eles, formam-se várias imagens.

Quanto menor for o ângulo entre os espelhos, maior é o número de imagens.

Espelhos curvosOs espelhos curvos apresentam

também uma superfície polida que reflecte regularmente a luz .

Os espelhos curvos podem ser côncavos ou convexos.

Numa colher de metal polida a superfície interior constitui um espelho côncavo e a superfície exterior um espelho convexo.

Espelhos curvos

Imagens dadas por espelhos curvos

Os espelhos curvos dão origem a imagens distorcidas.

Imagens dadas por espelhos curvos

As características das imagens são diferentes conforme o tipo de espelho (côncavo ou convexo) e a distância do objecto a esse espelho.

As imagens podem ser direitas ou invertidas; maiores, menores ou iguais ao

objecto; virtuais ou reais (quando se projectam

num alvo).

Imagens dadas por espelhos convexos

Nos espelhos convexos, a imagem é sempre:

direita; virtual; menor que o objecto.

Aplicações dos espelhos convexos

Os espelhos convexos, como fornecem imagens reduzidas, permitem ver uma região maior do que aquela seria vista num espelho plano.

São utilizados:nos retrovisores dos automóveis;

em supermercados;em cruzamentos de visibilidade reduzida.

Imagens dadas por espelhos côncavos (1)

Quando o objecto está muito próximo do espelho, a imagem é:

virtual; direita; maior que o objecto.

Imagens dadas por espelhos côncavos (2)

Quando o objecto está muito afastado do espelho, a imagem é:

real; invertida; maior ou menor que o objecto.

.

Aplicações dos espelhos côncavos

Os espelhos côncavos, quando utilizados próximo do objecto, permitem a ampliação da imagem.

São usados:pelos dentistas;como espelho de toilette;nos telescópios astronómicos;

nos fornos solares

Refracção da luz

A refracção da luz ocorre quando a

luz, ao incidir na superfície de

separação de dois meios

transparentes, passa de um meio

para outro, geralmente mudando de

direcção.

Porque muda a luz de direcção?

Porque a velocidade de propagação da luz nos vários meios transparentes (ar, água, vidro, acrílico, plástico, etc.), é diferente, varia.

Nota 1: A refracção da luz é sempre acompanhada de reflexão.

Nota 2: Quando a luz incide na perpendicular, não muda de direcção.

Quando a velocidade da luz diminui ao mudar de

meio,por exemplo, quando a luz passa do ar para o vidro ou a água, os raios luminosos aproximam-se da normal.

Os meios onde a velocidade da luz é menor são mais refrangentes.

ar vidro ou água

Quando a velocidade da luz aumenta ao mudar de

meio,por exemplo, quando a luz passa do vidro ou da água para o ar, os raios luminosos afastam-se da normal.

Os meios onde a velocidade da luz é maior são menos refrangentes.

vidro ou água ar

Como se apanha um peixe … Observar bem a figura: o homem, o arpão e a imagem do peixe. Ah! E ainda atenção ao peixe!

Se o homem faz pontaria à imagem do peixe, não apanha o peixe! Porquê?

Por causa da refracção da luz! Quando a luz passa da água para o ar muda a direcção.

Como se apanha uma mosca …Os achigãs adoram saltar para fora da água

e apanhar insectos. Devido à refracção da luz, o achigã não vê a mosca, mas sim a imagem da mosca que se encontra ligeiramente acima.Ao saltar, o achigã tem que saltar menos alto do que a imagem que vê!

LentesSão meios ópticos transparentes

onde ocorre a refracção da luz.

convergentes

divergentes

Lentes convexas ou convergentes

O foco principal é real.distância focal – distância ente o

foco e a lente.

Lentes convergentes

As lentes convergentes ampliam a imagem.

A lupa é uma aplicação das lentes convergentes

Lentes côncavas ou divergentes

O foco principal é virtual.distância focal – distância ente o

foco e a lente.

Lentes divergentes

As lentes divergentes diminuem a imagem.

Potência de uma lente

A potência focal ou vergência de uma lente é igual a:

V = 1 / f

V - potência focal ou vergência da lente

(dioptrias – D)f - distância focal

(metros – m)

O olho humano

Funcionamento do olho humano

A luz que provém dos objectos, atravessa a córnea, passa através da pupila (controla a entrada de luz) e chega ao cristalino (lente convergente).

Quando os raios de luz atingem a retina, dão origem a uma imagem invertida e mais pequena.

O nervo óptico envia sinais ao cérebro, o que permite ver os objectos como realmente são.

Funcionamento do olho humano

Defeitos de visão

A maioria dos defeitos de visão está relacionada com a formação da imagem na retina.

olho saudável

miopia – ver mal ao longe; hipermetropia – ver mal ao perto; astigmatismo – ver mal ao perto e ao

longe – desfocagem na retina.

Miopia

Uma pessoa com miopia vê bem ao perto e vê mal ao longe.

A imagem dos objectos forma-se à frente da retina.

Correcção da miopia

As lentes divergentes ajudam a corrigir a miopia.

Hipermetropia

Uma pessoa com hipermetropia vê mal ao perto e vê bem ao longe.

A imagem dos objectos forma-se atrás da retina.

Correcção da hipermetropiapia

As lentes convergentes ajudam a corrigir a hipermetropia.

Astigmatismo

Uma pessoa com astigmatismo vê mal ao perto e ao longe.

A imagem dos objectos formam-se desfocadas e distorcidas.

As lentes cilindricas ajudam a compensar o astigmatismo.