Óptica e Reflexão da Óptica e Reflexão da LuzLuz

Prof. Rosângela MoreiraProf. Rosângela Moreira

Óptica GeométricaÓptica Geométrica

A óptica geométrica tem por objetivo o A óptica geométrica tem por objetivo o estudo das propriedades da luz, isto é, estudo das propriedades da luz, isto é, como ela é produzida, propagada, como ela é produzida, propagada, detectada e medida.detectada e medida.

A óptica é dividida em duas A óptica é dividida em duas partes:partes:

Geométrica Geométrica – Estuda os fenômenos luminosos sem – Estuda os fenômenos luminosos sem considerar a natureza da luz. Essa parte estuda os considerar a natureza da luz. Essa parte estuda os fenômenos ópticos baseados na concepção de raios fenômenos ópticos baseados na concepção de raios luminosos, com suas aplicações em lentes, espelhos, luminosos, com suas aplicações em lentes, espelhos, lunetas, telescópios, projetores, prismas, etc.lunetas, telescópios, projetores, prismas, etc.

Física Física – Estuda os fenômenos luminosos cuja – Estuda os fenômenos luminosos cuja explicação depende das teorias relativas à natureza da explicação depende das teorias relativas à natureza da luz. A Óptica Física estuda precisamente os luz. A Óptica Física estuda precisamente os fenômenos ópticos em que a natureza da luz exerce fenômenos ópticos em que a natureza da luz exerce papel predominante, como a polarização, a difração, a papel predominante, como a polarização, a difração, a interferência, os espectros,etc.interferência, os espectros,etc.

LuzLuz

Denomina-se luz ao Denomina-se luz ao agente físico agente físico responsável pelas sensações visuaisresponsável pelas sensações visuais. É . É a energia que se propaga no espaço a energia que se propaga no espaço através de através de ondas eletromagnéticasondas eletromagnéticas que que impressionam nosso órgão visualimpressionam nosso órgão visual. Para . Para representar graficamente a luz em representar graficamente a luz em propagação, como por exemplo, a emitida propagação, como por exemplo, a emitida pela chama de uma vela, utilizamos a pela chama de uma vela, utilizamos a noção de raio de luz.noção de raio de luz.

Raio de luz e Feixe luminoso Raio de luz e Feixe luminoso

Raio de luzRaio de luz - é uma linha orientada que representa - é uma linha orientada que representa graficamente a direção e o sentido de propagação da graficamente a direção e o sentido de propagação da luz.luz.

Feixe luminosoFeixe luminoso - é um conjunto de raios luminosos - é um conjunto de raios luminosos que tem origem na mesma fonte luminosa. que tem origem na mesma fonte luminosa.

Meio homogêneo e Meio homogêneo e Meio isótropoMeio isótropo

Meio homogêneoMeio homogêneo - é aquele que - é aquele que apresenta em todos os seus pontos as apresenta em todos os seus pontos as mesmas propriedades físicasmesmas propriedades físicas. .

Meio isótropoMeio isótropo - Particularmente, em - Particularmente, em óptica, podemos considerar como meio óptica, podemos considerar como meio isótropo isótropo aquele no qual a luz se propaga aquele no qual a luz se propaga com a mesma velocidade em todas as com a mesma velocidade em todas as direções e sentidosdireções e sentidos. .

LuzLuz

Corpo Luminoso ou Fonte de Luz PrimáriaCorpo Luminoso ou Fonte de Luz Primária: É : É aquela que emite luz própria. Exemplo: o Sol, a aquela que emite luz própria. Exemplo: o Sol, a chama de uma vela, etc.chama de uma vela, etc.

Corpo Iluminado ou Fonte de Luz SecundáriaCorpo Iluminado ou Fonte de Luz Secundária: É : É aquela que reflete a luz recebida de outros corpos. aquela que reflete a luz recebida de outros corpos. Exemplo: a Lua, objetos iluminados por uma Exemplo: a Lua, objetos iluminados por uma lâmpada, pois passam a receber luz e refleti-la, lâmpada, pois passam a receber luz e refleti-la, permitindo que sejam vistos.permitindo que sejam vistos.

Fonte PuntualFonte Puntual: É quando no fenômeno em estudo as : É quando no fenômeno em estudo as dimensões da fonte são desprezíveis.dimensões da fonte são desprezíveis.

Fonte ExtensaFonte Extensa: É quando no fenômeno em estudo : É quando no fenômeno em estudo as dimensões da fonte não são desprezíveis. as dimensões da fonte não são desprezíveis.

LuzLuz

Um Um meio transparentemeio transparente é aquele que permite a é aquele que permite a propagação da luz através de si por distâncias propagação da luz através de si por distâncias consideráveis, isto é, consideráveis, isto é, permite a visualização nítida dos permite a visualização nítida dos objetos através delesobjetos através deles. Exemplo: Água, vidro, ar, etc. . Exemplo: Água, vidro, ar, etc.

O O meio translúcidomeio translúcido é aquele que permite a propagação é aquele que permite a propagação da luz através de si, mas a espalha, de modo que os da luz através de si, mas a espalha, de modo que os objetos vistos através dele não podem ser identificados, objetos vistos através dele não podem ser identificados, isto é, isto é, não permite a visualização nítidanão permite a visualização nítida. Exemplo: . Exemplo: Vidro fosco, papel de seda, etc. Vidro fosco, papel de seda, etc.

O O meio opacomeio opaco é aquele que é aquele que impede a propagação da impede a propagação da luz através de siluz através de si, não permitindo a visualização dos , não permitindo a visualização dos objetos. Por exemplo: madeira, concreto, etc.objetos. Por exemplo: madeira, concreto, etc.

Velocidade da LuzVelocidade da Luz

A luz A luz não necessita de meio material para se não necessita de meio material para se propagarpropagar. Sua velocidade num meio material . Sua velocidade num meio material depende do tipo de luz que se propaga, isto é, depende do tipo de luz que se propaga, isto é, para cada tipo de luz a velocidade de para cada tipo de luz a velocidade de propagação num meio material é diferente.propagação num meio material é diferente.

Velocidade da luz no ar: 299700km/sVelocidade da luz no ar: 299700km/sVelocidade da luz no vácuo: 300000km/sVelocidade da luz no vácuo: 300000km/s Costuma-se representar a velocidade da luz Costuma-se representar a velocidade da luz

por”c” e, para efeitos práticos, se utiliza o valor: por”c” e, para efeitos práticos, se utiliza o valor: 300000000m/s ou 3.10300000000m/s ou 3.1088m/sm/s..

LuzLuz

Princípios da Óptica GeométricaPrincípios da Óptica Geométrica

Princípio da Propagação retilínea da luzPrincípio da Propagação retilínea da luz Nos meios transparentes, homogêneos e isótropos a luz Nos meios transparentes, homogêneos e isótropos a luz

se propaga em linha reta.se propaga em linha reta. Princípio da independência dos raios luminososPrincípio da independência dos raios luminosos Quando dois raios de luz se cruzam, cada um segue o Quando dois raios de luz se cruzam, cada um segue o

seu caminho como se não tivesse havido o cruzamento.seu caminho como se não tivesse havido o cruzamento. Princípio de reversibilidade dos raios luminososPrincípio de reversibilidade dos raios luminosos O trajeto de um raio luminoso não se modifica quando O trajeto de um raio luminoso não se modifica quando

permutamos as posições da fonte e do observador.permutamos as posições da fonte e do observador.

Câmara EscuraCâmara Escura

Colocando um corpo luminoso AB diante de um Colocando um corpo luminoso AB diante de um orifício O de uma das faces de uma caixa de orifício O de uma das faces de uma caixa de paredes opacas, verifica-se que sobre a face paredes opacas, verifica-se que sobre a face oposta à do orifício se forma uma imagem A’B’ oposta à do orifício se forma uma imagem A’B’ invertida do corpo luminoso. Este dispositivo invertida do corpo luminoso. Este dispositivo é chamado de câmara escura e demonstra a é chamado de câmara escura e demonstra a propagação retilínea da Luz. Para se observar propagação retilínea da Luz. Para se observar a imagem com facilidade, substitui-se a face a imagem com facilidade, substitui-se a face oposta à do orifício por uma folha de papel oposta à do orifício por uma folha de papel vegetal sobre a qual se forma a imagem. Este vegetal sobre a qual se forma a imagem. Este fenômeno é a base do princípio de fenômeno é a base do princípio de funcionamento das câmaras fotográficas. funcionamento das câmaras fotográficas.

Câmara EscuraCâmara Escura

Eclipses Eclipses

É a formação de É a formação de sombra (região do sombra (região do espaço que não espaço que não recebe luz) e recebe luz) e penumbra (região do penumbra (região do espaço parcialmente espaço parcialmente iluminada) envolvendo iluminada) envolvendo o Sol, a Lua e a Terra. o Sol, a Lua e a Terra. Pode ser dividido em Pode ser dividido em dois casos:dois casos:

Eclipse SolarEclipse Solar Eclipse LunarEclipse Lunar

EclipseEclipse

Eclipse SolarEclipse Solar - Se - Se a sombra e a sombra e penumbra da Lua penumbra da Lua interceptarem a interceptarem a superfície da superfície da Terra, ele ocorrerá Terra, ele ocorrerá de forma total ou de forma total ou parcial, parcial, dependendo do dependendo do observador.observador.

Eclipse SolarEclipse Solar

EclipseEclipse Eclipse Lunar –Eclipse Lunar –

A luz solar, A luz solar, tangenciando a tangenciando a Terra, determina Terra, determina uma região de uma região de sombra: a sombra: a sombra da sombra da Terra. Quando Terra. Quando a Lua penetra a Lua penetra nessa região, nessa região, ela deixa de ser ela deixa de ser vista por um vista por um observador na observador na Terra, ocorrendo Terra, ocorrendo o eclipse lunar.o eclipse lunar.

Eclipse LunarEclipse Lunar

Eclipse Eclipse 2008-02-2008-02-21 21

Eclipse LunarEclipse Lunar

Eclipse Eclipse 2008-02-2008-02-21 21

Difusão e reflexão regular da Difusão e reflexão regular da LUZ LUZ

Considere um feixe de luz propagando-se num Considere um feixe de luz propagando-se num meio e atingindo a superfície S. Se esse feixe meio e atingindo a superfície S. Se esse feixe de Luz retornar para o meio em que está se de Luz retornar para o meio em que está se propagando, dizemos que a Luz sofreu reflexão. propagando, dizemos que a Luz sofreu reflexão. Reflexão é o retorno de um feixe luminoso para Reflexão é o retorno de um feixe luminoso para o meio do qual é proveniente ao atingir uma o meio do qual é proveniente ao atingir uma superfíciesuperfície..

Difusão da LuzDifusão da Luz

Considere um conjunto de raios luminosos iluminando Considere um conjunto de raios luminosos iluminando um corpo rugoso, isto é, cheio de saliências.um corpo rugoso, isto é, cheio de saliências.

O corpo rugoso reflete os raios luminosos fazendo com O corpo rugoso reflete os raios luminosos fazendo com que se propaguem em várias direções. Esse fenômeno que se propaguem em várias direções. Esse fenômeno é chamado reflexão irregular ou reflexão difusa, ou é chamado reflexão irregular ou reflexão difusa, ou simplesmente, difusão. Devido a reflexão difusa é que simplesmente, difusão. Devido a reflexão difusa é que podemos ver totalmente um corpo.podemos ver totalmente um corpo.

Exemplo: Se a Terra não tivesse atmosfera para difundir Exemplo: Se a Terra não tivesse atmosfera para difundir a luz do Sol, o céu seria completamente preto.a luz do Sol, o céu seria completamente preto.

Reflexão RegularReflexão Regular

Quando um conjunto de raios incide em uma superfície Quando um conjunto de raios incide em uma superfície perfeitamente polida, notamos que os raios luminosos perfeitamente polida, notamos que os raios luminosos são refletidos numa única direção. Esse fenômeno é são refletidos numa única direção. Esse fenômeno é chamado de reflexão regular. chamado de reflexão regular.

Exemplo: Os faróis e faroletes usam fontes de Luz de Exemplo: Os faróis e faroletes usam fontes de Luz de alta intensidade e refletores regulares de alto polimento alta intensidade e refletores regulares de alto polimento para redirigirem os raios de luz na direção desejada. para redirigirem os raios de luz na direção desejada.

EspelhoEspelho

Toda a superfície polida que forma Toda a superfície polida que forma imagens por reflexão regular e tem alto imagens por reflexão regular e tem alto poder refletor é chamada espelho. Os poder refletor é chamada espelho. Os espelhos podem ser planos ou esféricos.espelhos podem ser planos ou esféricos.

Espelho PlanoEspelho Plano

Espelhos EsféricosEspelhos Esféricos

Espelhos EsféricosEspelhos Esféricos

Exemplo: Colher de aço Exemplo: Colher de aço inoxidávelinoxidável

- O lado de fora da O lado de fora da colher funciona como colher funciona como espelho convexo.espelho convexo.

- O lado de dentro da O lado de dentro da colher funciona como colher funciona como espelho côncavo.espelho côncavo.

LuzLuz

A COR DE UM CORPO POR REFLEXÃOA COR DE UM CORPO POR REFLEXÃO A luz branca, luz emitida pelo Sol ou por uma lâmpada A luz branca, luz emitida pelo Sol ou por uma lâmpada

incandescente é constituída por uma infinidade de luzes incandescente é constituída por uma infinidade de luzes monocromáticas que podem ser divididas em sete cores monocromáticas que podem ser divididas em sete cores principais: vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, principais: vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta. A cor que um corpo apresenta por reflexão anil e violeta. A cor que um corpo apresenta por reflexão é determinada pelo tipo de luz que ele reflete é determinada pelo tipo de luz que ele reflete difusamente. difusamente.

Assim, por exemplo, um corpo ao ser iluminado pela luz Assim, por exemplo, um corpo ao ser iluminado pela luz branca, se apresenta azul porque reflete difusamente a branca, se apresenta azul porque reflete difusamente a luz azul e absorve as demais. Um corpo iluminado pela luz azul e absorve as demais. Um corpo iluminado pela luz branca se apresenta branco porque reflete luz branca se apresenta branco porque reflete difusamente luzes de todas as cores. Um corpo negro difusamente luzes de todas as cores. Um corpo negro absorve-as “totalmente”.absorve-as “totalmente”.

LuzLuz

LuzLuz

LEIS DE REFLEXÃOLEIS DE REFLEXÃO

11aa Lei Lei O raio incidente, o O raio incidente, o

raio refletido e a raio refletido e a normal estão sempre normal estão sempre no mesmo plano.no mesmo plano.

22aa Lei Lei O ângulo de O ângulo de

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

Saiba que é difícil encontrar um bom amigo, Saiba que é difícil encontrar um bom amigo,

como também é duro de abandoná-lo e impossível de esquecê-lo!como também é duro de abandoná-lo e impossível de esquecê-lo!