História da Física II

Lucas Guimarães

Terça-Feira, 29 de Julho de 2014

Crônica da Ótica Clássica: 800 a.C. – 1665 d.C.

Natureza da luz

Para algumas civilizações, a luz tinha origem divina.

Contudo, com os antigos gregos, a luz tinha uma realidade objetiva.

Homero: a luz provinha dos olhos.

Como, então, é possível enxergar no escuro?

Pitágoras: São os olhos que recebem os raios luminosos emitidos pelos objetos.

Empédocles: fluxo luminoso como fluxo de um rio, de velocidade finita.

Platão: Visão de um

objeto devida a três

jatos de partículas: 1)

partindo dos olhos; 2)

proveniente do objeto;

3) proveniente das

fontes iluminadoras.

Ilustração

Aristóteles: Concepção

de luz como atividade

em um determinado

meio. Para Aristóteles,

a luz tinha velocidade

infinita.

Al-Hazen (965-1038):

Fonte dos raios

luminosos está nos

corpos luminosos (como

o Sol). A visão é devida

à reflexão desses raios

nos objetos. A

velocidade da luz é

finita.

Arco-Íris

Arco-Íris

• Para Aristóteles, o arco-íris era formado por gotículas de água contidas na Atmosfera que refletiam a luz do Sol e causavam variação de cor. Explicou corretamente a forma circular do arco-íris.

• The rainbow - Aristotle's Theory (vídeo)

Arco-Íris

• Medição do ângulo em 1266, por Roger Bacon.

Arco-Íris

• As ideias aristotélicas sobre o arco-íris permaneceram até o século XIII.

• Neste período, o físico persa Ibn Marud Al-Schirazi fez alguns complementos, afirmando que tal fenômeno era devido à dupla refração e reflexão dos raios solares nas gotículas de água.

Arco-Íris

• Teodorico de Freiberg: realização do experimento com esferas ocas.

• Com essa experiência, demonstrou que os arco-íris secundários tinham invertido a ordem das suas cores em relação às do primário.

Arco-Íris (secundário)

Arco-Íris

• Questões continuavam sem resposta:

• 1) O porquê do ângulo de visão do arco-íris.

• 2) A razão das cores do arco-íris.

• 3) A presença de outros arcos.

Natureza da luz

• Busca pela relação existente entre a luz e o fogo.

Natureza da luz

Concepção aristotélica retomada por Robert Grosseteste (1175-1253). Para Grosseteste, a luz era a substância primordial do Universo.

Natureza da luz

• Paralelamente ao estudo da visão da natureza da luz, os filósofos ocidentais da Antiguidade preocuparam-se com as propriedades óticas das esferas e cristais de vidro, bem como das propriedades refletoras das superfícies espelhantes planas e curvas.

Ótica • Surgem, então, duas áreas:

• 1) Ótica: Estudava a teoria geométrica da percepção visual do espaço e dos objetos nele situados.

• 2) Catóptrica: Estudava a teoria dos espelhos e fenômenos relacionados à refração.

Ótica

• Euclides: em sua Catóptrica, admite a trajetória retilínea da luz e apresenta corretamente da Lei de reflexão da luz.

• Heron: explica a propagação retilínea da luz e formula, com base na Lei da reflexão de Aristóteles e Euclides, o princípio de que o trajeto descrito por um raio luminoso é mínimo.

Ótica • Ptolomeu: estudou o fenômeno da refração

sofrida pela luz solar ao atravessar a atmosfera terrestre.

• Al-Hazen: completou a Lei de reflexão da luz ao afirmar que o raio incidente, o raio refletido e a normal estão no mesmo plano.

Ótica • Contribuições de Al-Hazen: Entre outras

se destacam o estudo da estrutura do olho humano; discussão de propriedades dos espelhos parabólicos e esféricos; constatação do aumento aparente da Lua no horizonte; redescobrimento da lei do trajeto mínimo de Heron.

• Influenciou os filósofos ocidentais da Idade Média.

Ótica

• 1280-1289: lentes passam a ser utilizadas para correção de problemas de visão.

• Surgimento posterior das técnicas de polimento e da profissão de fabricante de óculos.

Microscópio

Zacharias Janssen (1580-1638)

A lente ocular era biconvexa e a lente objetiva era plano-convexa. Era capaz de aumentar entre 3 até 10 vezes. Ao final do século XVII, o microscópio foi aperfeiçoado por nomes como Leewuenhoek e Hooke.

Telescópio

Hans Lippershey (1570-1619)

Ótica • 1609: Galileu Galilei constrói seu primeiro

telescópio. Foi também o primeiro a usar o microscópio para uma observação científica.

• Maurolycus: demonstra que a luz se desloca paralelamente ao atravessar uma lâmina de faces paralelas.

• Della Porta: descreve formas se de obter imagens em câmara escura. Também construiu lunetas.

Ótica

Johannes Kepler (1571 – 1630)

• Desenvolveu a Dióptrica, em 1610.

• Fez estudo teórico das lentes.

• Precursor da fotometria.

• Supunha que as cores dependem da densidade e transparência dos objetos.

• Refração era devida à maior resistência dos meios densos.

Ótica • Século XVII: O estudo da ótica assume um

caráter verdadeiramente científico, com a Lei da refração da luz.

• Descoberta experimental da refração luminosa por Harriot e Snell. Tratamento matemático desenvolvido por Descartes.

• Uso da teoria corpuscular para explicar a velocidade da luz.

Refração explicada pela teoria corpuscular

Refração explicada pela teoria corpuscular

Refração explicada pela teoria corpuscular

Ótica

• Formulação da teoria idealista: luz como uma espécie de “pressão”, que se transmite através de um meio elástico – o éter.

Ótica

• Elaborou o Princípio do tempo mínimo e utilizou-o para explicar a refração da luz em 1661;

Pierre de Fermat (1601 – 1655)

Ótica

Ótica

Referências • BASSALO, J.M.F. Crônica da Ótica Clássica.

Revista Brasileira de Ensino de Física, v.3, n.3, p. 138-159, 1996.

• Hans and Zacharias Jansen: a complete microscopic history. Disponível em: <http://www.history-of-the-microscope.org/hans-and-zacharias-jansen-microscope-history.php>, acesso em: 27 jul. 2014.

• Glass Lenses. Disponível em: <http://www.cmog.org/article/quest-see-more-glass-lenses>, acesso em: 27 jul. 2014.

Referências • MARTINS, R.A. O mito de Galileu

desconstruído. Revista de História da Biblioteca Nacional, n.5, p. 24-27, out. 2010.

• NUSSENZVEIG, H.M. Curso de Física Básica, v. 4. São Paulo: Edgard Blücher, 1998.