CADERNO 3 - CAPÍTULO 12.1
Comportamento e
Natureza da Luz
ÓPTICA
Capítulo 12.1
A velocidade da Luz - Óptica
A Ótica (ou óptica) é a divisão da física que estuda a visão e a sua origem: a luz
e os seus fenômenos.
A luz é uma radiação ou uma onda eletromagnética, e como tal se propaga com
uma velocidade de 300.000 km/s ou 3x108 m/s.
A luz se pode se originar de dois tipo de Fontes:
- Fontes primárias de luz (ou corpos luminosos): são aqueles corpos capazes
de emitir luz própria, tais como o Sol, as estrelas, uma lâmpada acesa, a chama
de uma vela, etc.
- Fontes Secundárias de luz (ou corpos iluminados): são aquelas que refletem
parte da luz que recebem de uma fonte primária, como por exemplo a Lua, a Terra
e os demais planetas, espelho, as pessoas, uma lâmpada apagada, etc.
A representação gráfica da luz é feita através de uma seta representativa de um
Raio de Luz.
O conjunto de vários raios de luz recebe o nome de Feixe de Luz.
ÓPTICA
Capítulo 12.1
Óptica Geométrica
Os feixes de luz podem ser cilíndricos, convergentes ou divergentes.
- Feixe cilíndrico: é aquele cujos raios são paralelos.
- Feixe convergente: é aquele cujos raios convergem para um ponto comum
(denominado vértice).
- Feixe divergente: é aquele cujos raios divergem de um ponto comum (vértice).
Quanto à sua composição, os feixes de luz podem ser:
- Policromático: é um feixe de luz constituído de várias cores. Exemplo: luz branca, constituída de sete
cores (Vermelho, Alaranjado, Amarelo, Verde, Azul, Anil, Violeta).
- Monocromático: é um feixe de luz constituído de apenas uma cor. Exemplo: luz verde, vermelha, roxa.
Existem meios em que a luz se propaga, e outros em que isto não ocorre.
- Transparente: permite a propagação completa da luz e a visualização nítida dos objetos. Exemplo: ar,
vidro das lentes dos óculos.
- Translúcido: permite a propagação apenas parcial da luz, e não permite a visualização nítida dos objetos.
Exemplo: vidro fosco, neblina.
- Opaco: não permite a propagação da luz e nem a visualização dos objetos. Exemplo: parede de tijolos,
madeira, placa de ferro.
Um meio é dito Homogêneo quando apresenta as mesmas características físicas em todos os pontos.
ÓPTICA
Capítulo 12.1
PRINCÍPIOS DA PROPAGAÇÃO DA LUZ
1º) Princípio da propagação retilínea da luz: Nos meios
homogêneos e transparentes a luz se propaga em linha reta.
Em consequência da propagação retilínea da luz, pode-se
medir a altura de um corpo sem efetuá-la diretamente.
Observe a figura abaixo:
feixe de raios solares
H
Sombra 2
S
h
Sombra 1
s
ÓPTICA
Capítulo 12.1
2º) Princípio da independência dos raios de luz: Os raios de luz são
independentes uns em relação aos outros, isto é, quando dois raios se
cruzam, um não muda a direção de propagação do outro.
3º) Princípio da reversibilidade: Todo caminho que a luz faz num
sentido, ela também faz no sentido contrário.
A
B
Se uma pessoa situada em A,
visualiza uma pessoa em B
através de um espelho, a
pessoa B também pode
visualizar a pessoa A pelo
espelho.
Clique para
acender uma
lâmpada
Área não
iluminada
Aqui você
pode ver que
existem duas
regiões. Uma
iluminada e
outra não
Clique
novamente
para acender
a outra luz
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.
ÓPTICA
Capítulo 12.1
Eclipse do Sol
O eclipse total do Sol ocorre para regiões da Terra que se encontram no cone de
sombra projetada da Lua. Já o eclipse parcial do Sol ocorre para regiões que se
encontram no cone de penumbra projetada da Lua. Veja o esquema abaixo, que
foi construído fora de escala.
Eclipse da Lua
O eclipse da Lua ocorre quando a Terra se coloca entre o Sol e a Lua, projetando
sua sombra sobre a Lua. Veja o esquema abaixo. que foi construído fora de escala.
ÓPTICA
Capítulo 12.1
CÂMARA ESCURA.
A câmara escura de orifício é constituída de uma caixa de paredes opacas com
um pequeno orifício, sendo a parede oposta ao orifício de papel vegetal. A figura
mostra um esquema da câmara escura.
portanto sendo seus lados proporcionais, obtemos:
'
i p

o p
ÓPTICA
ESPELHOS
PLANOS
Capítulo 12.1
ÓPTICA
Capítulo 12.1
Fenômenos Ópticos
Com base no conceito de raio de luz, podemos representar os três fenômenos
luminosos básicos: reflexão, refração e absorção, através das figuras a seguir:
ÓPTICA
Capítulo 12.1
A COR DE UM CORPO
Vimos que os objetos que não possuem luz própria – objetos iluminados – são
vistos porque refletem difusamente a luz que neles incide. Quando iluminados
por uma luz policromático, um objeto pode não refletir todos os componentes
da luz incidente, absorvendo alguns deles. Assim, podemos afirmar que as
cores com que vemos os objetos correspondem às cores da luz refletida por
eles.
ÓPTICA
Capítulo 12.1
Espelhos Planos
LEIS DA REFLEXÃO LUMINOSAS
RI : raio de luz incidente no ponto de incidência I da superfície S;
RR : raio de luz refletido pela superfície S;
i : ângulo de incidência, formado pelo raio incidente (RI) com a normal (N) no
ponto de incidência I;
r : ângulo de reflexão, formado pelo raio refletido (RR) com o normal (N) no
ponto de incidência I.
ÓPTICA
Capítulo 12.1
Espelhos Planos
Um espelho plano é um sistema óptico constituído de uma superfície
perfeitamente lisa e polida
ENANTIOMORFISMO
Caderno 3 – Capítulo 12 / Exercícios de Óptica e Câmera escura.
01. Um objeto de altura 40 cm é colocado a 20 cm de uma câmara escura de orifício, de
profundidade 15 cm. Determine, em cm, a altura da imagem projetada.
02. Uma pessoa de 1,9 m de altura está em pé ao lado de um prédio. A sombra do
prédio projetada pela luz solar é de 90 m enquanto a da pessoa é de 9 m. Qual a
altura do prédio?
03. Um objeto de 20 cm de tamanho é colocado a uma distância de 4 m de uma
câmara com uma orifício cuja dimensão entre a entrada e o anteparo é de 50 cm.
Qual o tamanho do objeto projetado no anteparo? Ele estará invertido?
04. Uma câmara escura tem profundidade de 50 cm. Ela é dirigida para uma
árvore a uma distância de 10 m. Uma projeção de 5 cm de altura forma-se no
fundo da caixa como mostra a figura. Qual a altura da árvore?