Professor : DUDU Disciplina : Física Óptica (FO) Introdução Óptica é a parte da física que estuda a luz: energia radiante (ondas eletromagnéticas) capaz de causar, em nós, a sensação da visão. Fontes de Luz •Primária •Secundária Primária •Fontes que emitem luz própria Corpos luminosos: são os corpos que emitem luz própria. Exemplo: o Sol, as estrelas, a chama de uma vela, etc. Sol Secundária •Refletem luz •Não emitem luz própria Lua Corpos iluminados: são os corpos que refletem luz. Meios Físicos Meios Transparentes: Permitem a passagem da luz sem desvios.Ex:Vácuo, pequenas camadas de ar, vidro e água. Corpos transparentes: são os corpos que se deixam atravessar totalmente pela luz Meios Translúcidos: A luz sofre desvio e há bastante difusão.Ex:Neblina, papel vegetal . Corpos translúcidos: são os corpos que se deixam atravessar parcialmente pela luz. Meios Opacos: A luz não se propaga.Ex: Alvenaria, madeira. Corpos opacos: são os corpos que impedem a passagem da luz. Princípios da Óptica Geométrica INTRODUÇÃO •Propagação Retilínea •Reversibilidade •Independência Propagação retilínea Em um meio homogêneo a luz propaga-se em linha reta. Eclipse As provas mais simples de que a luz se propaga em linha reta são a formação da sombra e a câmara escura. Aplicações dos princípios: Câmara Escura p p O I p p = I O Sombras e alturas anteparo opaco Fonte de luz a b a = altura do anteparo b = distância entre a fonte e o anteparo Sombras e alturas sombra anteparo opaco c Fonte de luz a b d c = altura da sombra d = distância entre a fonte e a sombra Sombras e alturas c a b d A semelhança de triângulos nos diz que: a = c b d FIM Reversibilidade A B A trajetória seguida pela luz independe do sentido de propagação. Independência Quando dois ou mais raios se cruzam cada um age independentemente do outro. Princípios da Óptica Geométrica Princípio da Propagação Retilínea da Luz: Princípio da Reversibilidade da Luz: Princípio da Independência dos Raios de Luz: CÂMARA ESCURA = Máquina fotográfica •A imagem é invertida e reversa. Ex.: p vira d Resumo da aula: •Fontes ( 1º ou 2 º) •Fenômenos (reflexão, refração e absorção) •Meios (transparente,translúcido e opaco) •Princípios (propagação retilínea, reversibilidade e independência) Sombra e Penumbra Corpo Penumbra Fonte Sombra Sombra e Penumbra Área não iluminada Aqui você pode ver que existem duas regiões. Uma iluminada e outra não penumbra penumbra sombra Agora você tem três regiões. Uma iluminada somente por uma das lâmpadas, chamada penumbra, outra iluminada pelas duas lâmpadas, e outra que não é iluminada por nenhuma, denominada sombra. Reflexão Reta Normal Sempre perpendicular ( 90º) à superfície. Normal. Superfície Normal. Reta Normal Sempre perpendicular ( 90º) à superfície. Normal. Superfície Tipos de Reflexão: Reflexão regular (especular) Ocorre em superfícies polidas (bem lisas).Raios que incidem paralelamente são refletidos paralelamente. Reflexão irregular (difusa) Ocorre em superfícies rugosas. Raios que incidem paralelamente NÃO são refletidos paralelamente. Nos dois casos: i = r ^ i ^ i ^ r reflexão regular ^ r reflexão difusa Regular ou Especular Irregular ou Difusa Regular Difusão Leis da reflexão 1º Lei =O raio incidente (RI), o raio refletido (RR) e a normal (N) pertencem ao mesmo plano. RI N RR 2 º Lei =O ângulo de incidência é sempre igual ao ângulo de reflexão (i = r) reta normal ângulo de N incidência ângulo de reflexão raio refletido raio incidente Sempre i = r Um espelho plano possui duas partes: Refratora ( vidro ou cristal) Refletora ( alumínio ou prata) Para que ocorra reflexão o objeto deve ficar na parte da frente do espelho. Os risquinhos representam a parte de trás do espelho. Características: 1-Simetria das Imagens. x x Distância objeto ao espelho é igual a distância imagem ao espelho . Distância entre B e a imagem de A? Resposta: 40 cm A 8 cm B B` 16 cm 16 cm 16 + 16 + 8 = 40 cm A` 8 cm 2-Objeto e imagem possuem o mesmo tamanho. A’ A B’ B C C’ Obs.: A imagem é direita (não fica de ponta cabeça). Se a distância entre um objeto e sua imagem é de 4 metros ,a distância da sua imagem até o espelho é de 2 metros.( V ou F) E o i Verdadeiro Qual a imagem correta? 3-Imagens Enantiomorfas. Esquerda vira direita e vice-versa. A palavra MU refletida fica UM. Campo Visual de um espelho plano: –tamanho do espelho –posição entre observador e espelho Campo Visual: 1.Prolongue o espelho. 2.Ache a imagem. (Equidistante e perpendicular ao prolongamento). 3.Da imagem sai raio que passa pelas extremidades do espelho. CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO Observador 1.Prolongue o Espelho. E CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO Observador Imagem 2.Ache a imagem. (Equidistante e perpendicular ao prolongamento). CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO Observador Imagem 2.Ache a imagem. (Equidistante e perpendicular ao prolongamento). CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO Observador Imagem CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO Observador 3.Raio sai da imagem e passa pelas extremidades do espelho. Campo Visual Imagem Campo Visual: construção O B C Quais os pontos serão vistos através do espelho pelo observador O ? D E A F G espelho plano imagem do observador 1.Prolongue o Espelho. O B C 2.Ache a imagem do E observador O. (Eqüidistante e perpendicular ao prolongamento). D A F G espelho plano imagem do observador O B 3.Raio sai da imagem e passa pelas extremidades do espelho. C D E A F G espelho plano imagem do observador O B C D E A Os pontos dentro do campo visual são : D, E, F e G. CAMPO VISUAL F G espelho plano Qual ponto está no campo visual? Resposta: B Campo Visual É necessário um espelho com a metade do nosso tamanho para que possamos nos enxergar totalmente. ROTAÇÃO DE UM ESPELHO PLANO b = 2 . b Quando um espelho gira de um ângulo , o raio refletido gira um ângulo 2 . Qual a distância entre L e A por reflexão? A’ 2 m A’ 6 m 2 m 8 m D=? 8 m 6 m No triângulo hachurado, temos: d 6 8 2 d 6 m 2 d 36 64 2 d 100 d 10m 2 8 m 2 Associação de espelhos Podemos associar dois espelhos planos. O número de imagens é o resultado de reflexões sucessivas nos dois espelhos. De modo Geral: N 360 1 N=número de imagens por cada objeto = ângulo formado entre os dois espelhos Múltiplas imagens formadas por dois espelhos Exemplo para 90º Note que uma imagem levantou o braço direito e duas o esquerdo. 1.Quantas imagens existem? Resposta: 4 2.Quantos corpos são visíveis de fora do sistema? Resposta: 5 3.Qual o ângulo entre os espelhos? Resposta: 72 º Resumo: Imagem com as seguintes características: real virtual •Natureza contrária do objeto •Direita (mesma orientação do objeto) •Enantiomorfa (lado contrário) •Simétrica ( 1m = 1m) •Mesmo tamanho ( 0,5m = 0,5m) Resumo das características: Imagem: • Simétrica. • Mesmo tamanho. • Enantiomorfa (Reversão lateral). • Natureza Oposta 3 cm F real 3 cm 5 cm 5 cm Espelho plano virtual Características dos espelhos planos: Imagem do mesmo tamanho do objeto, simétrica, direita e reversa.