Material para as aulas de 01 a 04

1. NOÇÕES BÁSICAS DE ÓPTICA GEOMÉTRICA
LUZ
Luz é energia que se propaga através de ondas
eletromagnéticas, cujas freqüências sensibilizam
nossos olhos.
VELOCIDADE DA LUZ
Todas as ondas eletromagnéticas possuem a
mesma velocidade quando estão se propagando
no vácuo. Essa velocidade, que representaremos
pela letra c, corresponde à máxima velocidade
admitida pela natureza.
C = 300 000 km/s  c = 3x105 km/s
emitidos a partir da superfície do planeta. Os
sinais viajam pelo espaço com a velocidade da luz
no vácuo. Calcule o tempo em horas, para que o
sinal atinja a Terra.
Dados:
c = velocidade da luz no vácuo = 3 • 108 m/s
d = distância de Saturno à Terra = 1,5 • 109 km
RAIO DE LUZ
Raio de luz é uma linha orientada que representa
a direção e o sentido da propagação da luz.
ou
C = 300 000 000 m/s  c = 3x108 m/s
Nos meios materiais (sólidos, líquidos e gasosos)
a velocidade V das ondas eletromagnéticas é
sempre menor do que C (V < C) e terá valores
diferentes para as diferentes freqüências.
A luz emitida pelo Sol – estrela mais próxima da
Terra – chega até nós em 8 minutos e 20
segundos,
percorrendo
150
milhões
de
quilômetros.
ANO LUZ
É uma unidade de medida de distância. Ela é
uma unidade conveniente quando se trata de
distâncias astronômicas.
Um ano-luz é a distância percorrida pela luz
durante um ano, no vácuo.
FEIXE DE LUZ
É o conjunto de raios de luz. Podem ser de três
tipos:
a) cilíndrico ou paralelo
1 ANO-LUZ  9,46x1015 m
Depois do Sol, a estrela mais próxima da Terra é
a estrela alfa da constelação de Centauro que se
encontra a 4,3 anos-luz da Terra, isto é, a luz
emitida pela estrela alfa demora 4,3 anos para
chegar à Terra.
Ex: 01. Um astronauta envia sinais
correspondem a fotos do planeta Saturno,
Física : 3º ano
que
b) cônico divergente
c) cônico convergente
Óptica Geométrica
Prof. Jaelson Moraes

2. FONTE DE LUZ
PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA
Para enxergarmos um objeto qualquer é
necessário que a luz proveniente dele atinja nosso
olhos. Esse objeto é uma fonte de luz. As fontes
de luz podem ser:
a) Primária: é aquela que produz a luz que emite.
a) Princípio da propagação retilínea da luz: nos
meios transparentes e homogêneos, a luz
propaga-se em linha reta.
Ex: As estrelas, o Sol, um ferro incandescente,
uma vela acesa, uma lâmpada ligada.
b) Secundária: é aquela que não produz a luz que
emite mas apenas a retransmite. A Lua é um
exemplo de fonte secundária pois ela apenas
reflete a luz solar.
EX2. (Fuvest-SP) Admita que o sol subitamente
“morresse”, ou seja, sua luz deixasse de ser
emitida. Vinte e quatro horas após esse evento,
um eventual sobrevivente, olhando para o céu
sem nuvens, veria:
b) Princípios da independência dos raios de luz:
as trajetórias dos raios de luz são independentes
entre si. Assim, se dois raios de luz, A e B, se
interceptam, eles prosseguirão em suas próprias
trajetórias.
a) a Lua e as estrelas.
b) somente a Lua.
c) somente as estrelas.
d) uma completa escuridão.
e) somente os planetas do sistema solar.
MEIOS DE PROPAGAÇÃO
Quanto à propagação da luz os meios são
classificados em:
a) Transparente: é o meio que permite, através de
si, a visualização nítida dos objetos, pois nele a
luz se propaga em trajetórias definidas e
praticamente sem perda de intensidade.
Exemplos: vácuo, ar, vidro comum, água em fina
camada etc.
b) Translúcido: é o meio que permite a
visualização dos objetos, mas não nitidamente.
Nesse meio as trajetórias da luz não são
definidas, assumindo formas imprevisíveis,
ocorrendo também considerável perda de
intensidade luminosa. Exemplos. Vidro fosco,
papel, neblina etc.
c) Princípios da reversibilidade dos raios de luz: a
trajetória de um raio de luz independe de seu
sentido.
APLICAÇÕES DOS PRINCÍPIOS DA ÓPTICA
a) Sombra
A figura a seguir representa uma fonte puntiforme
de luz, um objeto opaco e um anteparo.
c) Opaco: É o meio que não permite a propagação
da luz. Exemplos: madeira, metal, tijolo, papelão
grosso etc.
Física : 3º ano
Óptica Geométrica
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3. Dizemos que uma fonte de luz é puntiforme
quando o seu tamanho é desprezível em relação
às outras dimensões envolvidas, tais como o
tamanho do corpo opaco e a distância percorrida
pela luz.
b) Sombra e penumbra
FENÔMENOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA
a) Reflexão regular
Fenômeno que consiste da luz voltar a se
propagar no mesmo meio de origem, após incidir
em uma superfície perfeitamente lisa.
Agora, ao invés da fonte puntiforme de luz,
consideramos uma fonte extensa (vários pontos
puntiformes) de luz L, representada na figura
seguinte.
b) Reflexão Difusa
Fenômeno que consiste da luz voltar a se
propagar no mesmo meio de origem, após incidir
em uma superfície rugosa.
Uma fonte de luz é extensa quando o seu
tamanho não é desprezível em relação às outras
dimensões envolvidas.
c) Eclipses
c) Refração Regular
Fenômeno que consiste da luz passar de um meio
para outro diferente através de uma superfície
regular.
Eclipse do Sol
d) Refração Difusa
Fenômeno que consiste da luz passar de um meio
para outro diferente através de uma superfície
regular.
Eclipse da Lua
A visualização dos objetos só é possível, graças a
difusão da luz.
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4. e) Absorção
Fenômeno que consiste da luz ao incidir em uma
superfície ser absorvida por esta.
O corpo negro é ausência de cor, ou seja, ele
absorve todas as cores, não refletindo nenhuma.
Se um corpo é azul quando iluminado pela luz
solar, apresenta-se negro quando iluminado por
qualquer luz monocromática que seja diferente de
sua cor (azul).
REFLEXÃO E REFRAÇÃO SELETIVAS
a) Luz Monocromática
É aquela constituída por ondas eletromagnéticas
de uma única freqüência, ou seja, de uma única
cor.
Ex: azul, vermelho, amarelo, etc.
Ex-03. Por que um corpo opaco tem cor vermelha
ao ser iluminado pela luz solar? Se esse corpo
estiver num recinto iluminado somente por luz
azul, com que aparência será observado?
Exercícios
Noções Básicas de Óptica Geométrica
1) Um edifício iluminado pelos raios solares
projeta uma sombra de comprimento L=72 m.
Simultaneamente, uma vara vertical de 2,5 metros
de altura, colocada ao lado do edifício, projeta
uma sombra de comprimento L = 3 m. Qual é a
altura do edifício?
b) Luz Policromática
É aquela constituída por ondas eletromagnéticas
de mais de uma freqüência, ou seja, mais de uma
cor.
Ex: branca.
A luz branca é constituída por sete cores.
A cor de um objeto é devido a sua freqüência. se
um corpo possui a cor verde quando iluminado
pela luz solar, é porque ele reflete de modo difuso
apenas a cor verde e absorve as demais cores.
2) Uma lata de lixo tem uma sombra de 3 m
quando um poste de 10 m de altura, no mesmo
tempo, tem sua sombra medida em 60 m. Qual a
altura da lata de lixo?
c) A Cor de um Corpo
Se o corpo possui a cor branca, é porque ele
reflete todas as cores.
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5. 3) Um garoto consegue ver sua imagem
perfeitamente na superfície calma de um lago.
Podemos dizer:
a)
b)
c)
d)
e)
que a luz está sendo refletida difusamente.
que a luz está sendo refletida legalmente.
que a luz está sendo refletida regularmente.
que a luz está sendo somente refratada.
que a luz está sendo refratada regularmente.
b) Ele usar óculos?
8) Um objeto inteiro está com a sua metade dentro
d’água é visto quebrado. Isto é devido ao
fenômeno da _______________.
9) Você consegue ver sua imagem em uma
superfície calma de um lago. Isto é devido a luz
ter sofrido uma.
4) Uma menina está olhando um menino através
de um objeto, porém a imagem do garoto não é
vista nitidamente, podemos afirmar:
a) refração.
c) absorção.
a)
b)
c)
d)
e)
10) Um garoto consegue identificar o valor de uma
moeda que está dentro de uma piscina com suas
águas paradas. Um amigo seu começa a bater na
superfície da água e o garoto vê a moeda, porém
deixa de perceber o seu valor. Isto é devido:
que o objeto é um meio opaco.
que o objeto é um meio transparente.
que o objeto é um meio translúcido.
que o objeto é um meio refletor.
que o menino é muito feio.
5) Cinco flores vermelhas são colocadas em um
vaso verde que está sobre uma mesa amarela
com uma pequena toalha branca. Os objetos não
são vistos devido estarem em uma sala escura
(ausência de luz). Qual a cor de cada objeto
quando coloca-se:
a) Uma luz branca
b) Uma luz amarela
c) Uma luz vermelha
d) Uma luz verde
e) Uma luz azul
6) Coloque V (verdadeiro) ou F (Falso).
( ) Um corpo luminoso é sempre uma fonte de
luz.
( ) Um corpo iluminado é uma fonte artificial.
( ) O vaga-lume é sempre um corpo luminoso.
( ) Toda fonte artificial é um corpo luminoso.
( ) Toda fonte natural é um corpo iluminado.
( ) Todo corpo luminoso é uma fonte de luz
natural.
7) Um garoto dentro de um ônibus com todas as
janelas fechadas, observa um cachorro. Quantas
refrações a luz sofre desde o cachorro até os
olhos do garoto se: (Obs: considere a espessura
dos vidros).
a)
b)
c)
d)
e)
b) refração regular.
d) reflexão regular.
A água tornar-se um meio opaco.
A água tornar-se um meio transparente.
A água tornar-se um meio translúcido.
A água tornar-se um meio sujo.
A água tornar-se um meio quente.
11) Você quando vê um objeto é porque ele:
a) reflete a luz regularmente.
b) reflete a luz difusamente.
c) refrata a luz.
d) absorve a luz.
12) Quando usamos uma calculadora que
funciona somente com a luz forte, estamos
provando que a luz é ________, mas também
podemos completar dizendo que a luz é uma
_______________.
A melhor alternativa que completa o texto,
respectivamente, é:
a)
b)
c)
d)
e)
uma pilha; onda de rádio.
onda eletromagnética.; energia
fonte de energia; onda eletromagnética.
energia; onda eletromagnética.
cega; deficiente visual.
a) Ele não usar óculos?
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