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2020
AULA 01 - OPTICA GEOMETRICA
AULA 02 - OPTICA GEOMETRICA
AULA 03 - OPTICA GEOMETRICA
AULA 04 - OPTICA GEOMETRICA
2021
 

ÓPTICA GEOMÉTRICA

1. Conceitos Fundamentais

Luz

fluxo de "partículas"(fótons) emitidas por uma fonte.

Fonte de Luz
emitem luz e podem ser:

Primária ou corpo luminoso Emite luz própria,

EX: Estrelas

Pontual ou puntiforme: as dimensões da fonte de luz são desprezíveis em relação a distancia do observador,
EX: as estrelas, faróis de um veiculo muito distante do observador

Monocromática: emissão apenas de um tipo de cor,
EX: laser

Secundaria ou corpo iluminado: reflete luz,
EX: Lua

Extensa: as dimensões da fonte de luz NÃO são desprezíveis em relação a distancia do observador,
EX: faróis de um veiculo muito próximo do observador

Policromática: emissão de uma combinação de cores,
EX: luz branca

Cores PRIMÁRIAS: São as cores que originam todas as outras quando são misturadas, ou seja, azul, verde e vermelho quando são misturadas originam todas as outras cores.

Ex: Verde + Vermelho = amarelo

Ex: Verde + Azul = ciano

Ex: Vermelho + Azul = magenta

Raios de Luz

Meios de Propagação


Visualização perfeita, grande parte dos raios de luz passam (refratão) pela superfície.

Ex: vidro de carro sem película


Pouca visualização, muitos raios de luz passam (refratão) pela superfície, ou seja, não é possível ver com nitidez o objeto através da superfície.

Ex: vidro jateado



Visualização quase nula, pouquíssimos raios de luz passam (refratão) pela superfície.

Ex: parede

Sombra

é a região do espaço que não recebe luz direta da fonte de luz.

Penumbra

é a região do espaço que recebe parte luz direta da fonte de luz, sendo encontrada quando um corpo opaco é iluminado por uma fonte de luz extensa.

Princípios

são as regras a serem obedecidas no estudo da formação das imagens através do encontro dos raios de luz, são:

Propagação retilínea dos raios de luz: os raios de luz se propagam em linha reta.

Independência dos raios de luz: os raios de luz se propagam de forma independente, ou seja, tal propagação não interfere no caminho percorrido pelos raios de luz mesmo que eles se interceptem. Ex: “canhão” de luz vermelha interceptando um “canhão” de luz verde, as cores continuam as mesmas em sua propagação.

Reversibilidade dos raios de luz: eles se propagam no caminho inverso do caminho original sem sofrer modificações.

2. Reflexão, refração e absorção

Reflexão

os raios de luz refletem ao incidir em uma superfície transparente, translúcida e opaca. Lembrando que a quantidade de raios de luz refletidos é diferente em cada uma dessas superfícies.

Refração

os raios de luz passam (refratam) ao incidir em uma superfície transparente, translúcida e opaca. Lembrando que a quantidade de raios de luz refratados é diferente em cada uma dessas superfícies.

Absorção

os raios de luz são absorvidos ao incidir em uma superfície transparente, translúcida e opaca. Lembrando que a quantidade de raios de luz absorvidos é diferente em cada uma dessas superfícies.

Leis da reflexão

1ᵒ Lei: o raio incidente, refletido e a normal estão na mesma superfície, são coplanares.

2ᵒ Lei: os angulo do raio incidente com a normal (i) e o ângulo do raio refletido com a normal (r) são iguais, ou seja, i = r

Leis da refração

1ᵒ Lei: o raio incidente, refletido e a normal estão na mesma superfície, são coplanares.

2ᵒ Lei ou lei de Snell descartes: diz que;

 

 

Câmara Escura:

Espelhos Esféricos: Côncavo e Convexo:

C -> centro óptico, F -> foco ou distancia focal, V -> vértice

 

Formação de imagens:

Côncavo

Espelho Plano

Formação de Imagem

 

Translação de espelho plano
d = pB - pA (I)

D = (pB + pB’) - (pA + pA’) = 2.pB – 2.pA = 2.(pB – pA) (II)

Substituindo a equação (I) na (II), temos que:

D = 2.d

 

Campo Visual







Associação de espelhos planos

 

Lentes

Formação de imagens

Equação de GAUSS


Podemos analisar e entender que;
Objeto real: p > 0 Imagem real: p' > 0 Imagem virtual: p' < 0
Para a distância focal f, temos:
Lente convergente: f > 0 Lente divergente: f < 0
p, p’ e f se relacionam pela Equação de Gauss:
1/f = 1/p + 1/p'
Aumento linear transversal A
Sejam i e o as alturas da imagem e do objeto, respectivamente. A relação entre i e o é indicada por A e recebe o nome de aumento linear transversal:
A = i/o
Convenção de sinais:
Imagem direita: A > 0 Imagem invertida: A < 0
O aumento linear transversal e as abscissas p e p’ do objeto e da imagem também se relacionam:
A = -p'/p

 


Olho Humano – Defeitos da Visão
 

Prismas, conceitos básicos

 
É o elemento óptico transparente com superfícies retas e polidas que é capaz de refratar a luz nele incidida. O formato mais usual de um prisma óptico é o de pirâmide com base quadrangular e lados triangulares. A aplicação usual dos prismas ópticos é seu uso para separar a luz branca policromática nas sete cores monocromáticas do espectro visível, como mostrado acima, além de que, em algumas situações poder refletir tais luzes.
Funcionamento do prisma: Quando a luz branca incide sobre a superfície do prisma, sua velocidade é alterada, no entanto, cada cor da luz branca tem um índice de refração diferente, e logo ângulos de refração diferentes, chegando à outra extremidade do prisma separadas.

Tipos de prismas

Prismas dispersivos: utilizados para separar a luz em suas cores de espectro.
Prismas refletivos: utilizados para refletir a luz.
Prismas polarizados: podem dividir o feixe de luz em componentes de variadas polaridades.

Exercícios de fixação

1) Adalfranio comprou um espelho côncavo e para testar colocou seu cachorro a 10cm na frente dele, assim, verificou que a imagem formada tinha 0,6m. Sabendo-se que a distancia da imagem para o cachorro tinha 90cm, qual é o altura do cachorro? Que imagem é formada pelo espelho? Se Adalfranio aproximasse o cachorro do espelho, ou seja, colocasse ele a 5cm do espelho a imagem seria a mesma?Justifique. Qual a distancia focal e do centro óptico?A imagem aumentou ou diminuiu quanto em relação ao cachorro?

2) De acordo com os conhecimento estudados sobre óptica, qual a diferença entre lente e espelho? Qual a principal função da pupila, do cristalino, da retina e da íris? Qual a diferença entre hipermetropia e miopia?

3) faça o esboço de cada imagem relacionada a seguir inserindo a distancia do objeto para imagem, a distancia da imagem para o espelho, a altura do objeto e determine a distancia focal e o centro óptico delas:

real, invertida, esquerda e maior / virtual, direita e maior / imprópria / real, invertida, esquerda e igual / Real , direita e menor.

Para as RESOLUÇÕES dos exercícios ou DÚVIDAS envie sua resposta ou mensagem para: respostas@pontodainformacao.com

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