O documento descreve os conceitos básicos de eclipses solares e lunares, incluindo as fases da Lua, tipos de eclipses e como eles ocorrem devido ao alinhamento da Terra, Lua e Sol. Exemplos e exercícios são fornecidos para explicar e aplicar esses conceitos.

1. Introdução à óptica: EclipsesIntrodução à óptica: EclipsesIntrodução à óptica: EclipsesIntrodução à óptica: Eclipses
Prof. Vogt
Fases da Lua
Quarto crescente
Quarto minguante
Lua
nova
Lua
cheia
Lua vista por um observador na Terra (hemisfério sul)
Pólo
sul
Penumbra
Eclipse da Lua
Ocorre de noite, em fase de Lua cheia
Sombra
Eclipse total da Lua
Eclipse parcial da Lua
Penumbra
Eclipse do Sol
Ocorre de dia, em fase de Lua nova
Sombra
Eclipse total do Sol
Eclipse parcial do Sol
Eclipse anular do Sol
Ocorre de dia, em fase de Lua nova
(o cone de sombra da Lua não toca a superfície da Terra)
Eclipse anular
Observação: Os desenhos dos slides acima estão fora de escala.
Exercícios
1. (UNESP) Em 3 de novembro de 1994, no período da
manhã, foi observado, numa faixa ao sul do Brasil, o
último eclipse solar total do milênio. Supondo retilínea a
trajetória da luz, um eclipse pode ser explicado pela
participação de três corpos alinhados: um anteparo, uma
fonte e um obstáculo.
a) Quais são os três corpos do Sistema Solar envolvidos
nesse eclipse?
b) Desses três corpos, qual deles faz o papel: De
anteparo? De fonte? De obstáculo?
2. Vários fenômenos físicos podem ser explicados pela
propagação retilínea da luz em meios homogêneos.
Essa hipótese é conhecida como o modelo do raio
luminoso da óptica geométrica. Nos casos em que esse
modelo é aplicável, a resolução de problemas físicos se
reduz a aplicações elementares de geometria. Essa
primeira questão trata de duas situações nas quais a
óptica geométrica nos ajuda a determinar distâncias e
tamanhos de objetos.
a) Por causa da variabilidade das distâncias entre a
Terra e a Lua e entre a Terra e o Sol, o tamanho da
região onde um eclipse total do Sol é visível não é
sempre o mesmo, podendo, inclusive, reduzir-se a um
único ponto da superfície terrestre. Use essa informação
para fazer uma estimativa do raio do Sol. Dados: A
distância da Terra à Lua é, aproximadamente, 3,8.10
5
km e a distância da Terra ao Sol é, aproximadamente,
1,5.10
8
km. O raio da Lua é 1,7.10
3
km.
b) Um cidadão tem 1,8 m de altura e se encontra de pé,
à beira d’água, em uma praia oceânica, admirando o
horizonte. Estime a distância entre o cidadão e seu
horizonte visual, sabendo que o raio da Terra é
6,4.10
6
m.
3. A figura abaixo está fora de escala; reproduz, porém,
corretamente, os aspectos qualitativos da geometria do
sistema Terra, Lua, Sol durante um eclipse anular do
Sol.
Qual das opções abaixo melhor representa a situação
aparente do Sol e da Lua para observadores situados
respectivamente nas zonas I, II e III da Terra?

2. 2
4. A observação direta do sol, durante um eclipse solar,
não é recomendada. Ironicamente, o maior perigo está
no período de máxima escuridão (95% ou mais). Isso
acontece devido à falta de luz (quatro vezes menos que
o brilho de uma lua cheia), fazendo a pupila dilatar-se,
deixando que mais luz passe. Infelizmente, é justamente
nesse período que a coroa solar torna-se visível aos
olhos, cujo repentino brilho pode causar dano imediato e
irreversível à retina. A melhor e mais segura maneira de
se visualizar um eclipse do sol é via projeção indireta.
Isso pode ser feito projetando-se uma imagem do sol em
um anteparo branco (que pode ser uma folha de papel
ou o chão, ou uma parede) utilizando um pedaço de
cartão com um pequeno furo (que pode ser feito com
uma agulha, de cerca de um milímetro de diâmetro). A
imagem projetada do Sol, de uma dessas maneiras,
pode ser olhada sem problemas (conforme ilustra a
figura fora de escala a seguir). Em um experimento
realizado por esse método, foram obtidos os seguintes
dados:
I. Diâmetro da imagem = 9 mm
II. Distância do orifício até a imagem = 1,0 m
III. Distância do Sol à Terra = 1,5 · 10
11
m
Qual é aproximadamente o diâmetro do Sol medido por
esse método?
a) 1,5 · 10
8
m
b) 1,35 · 10
9
m
c) 2,7 · 10
8
m
d) 1,35 · 10
8
m
e) 1,5 · 10
9
m
5. No dia 3 de novembro de 1994 ocorreu o último
eclipse total do Sol deste milênio. No Brasil, o fenômeno
foi mais bem observado na Região Sul. A figura mostra a
Terra, a Lua e o Sol alinhados num dado instante
durante o eclipse; neste instante, para um observador no
ponto P, o disco da Lua encobre exatamente o disco do
Sol. Sabendo que a razão entre o raio do Sol (Rs) e o
raio da
Lua (RL) vale Rs/RL = 4,00 x 10
2
e que a distância do
ponto P e ao centro da Lua vale 3,75 x 10
5
km, calcule a
distância entre P e o centro do Sol. Considere
propagação retilínea para o luz.
6. Leia atentamente o texto abaixo:
“O último eclipse total do Sol neste século (XX) para o
hemisfério sul aconteceu na manhã de 3 de novembro
de 1994. Faltavam 15 minutos para as 10 h, na cidade
de Foz do Iguaçu, no Paraná. Em qualquer dia normal, o
sol da primavera já estaria brilhando bem acima do
horizonte, mas esse não foi um dia normal (...) Durante o
eclipse, a gigantesca sombra, com 200 km de diâmetro,
progrediu a 3 000 km por hora do Oceano Pacífico para
a América do Sul. Entrou no Brasil por Foz do Iguaçu e
saiu para o Oceano Atlântico, sobre a divisa dos estados
de Santa Catarina e Rio Grande do Sul.” (Revista
Superinteressante, ano 8, n. 10.) Com base em seus
conhecimentos e nas informações contidas no texto,
responda:
a) Em que fase da Lua (lua cheia, lua minguante, lua
nova ou lua crescente) ocorre o eclipse total do Sol?
b) Qual a duração máxima do eclipse citado para uma
pessoa que observou o fenômeno de um local em Foz
do Iguaçu?
7. (FUVEST) Um jovem, em uma praia do Nordeste, vê a
Lua a Leste, próxima ao mar. Ele observa que a Lua
apresenta sua metade superior iluminada, enquanto a
metade inferior permanece escura. Essa mesma
situação, vista do espaço, a partir de um satélite artificial
da Terra, que se encontra no prolongamento do eixo que
passa pelos pólos, está esquematizada (parcialmente)
na figura, onde J é a posição do jovem.
Pode-se concluir que, nesse momento, a direção dos
raios solares que se dirigem para a Terra é melhor
representada por:
a) A b) B c) C d) D e) E
Gabarito
1. a) Sol, Terra e Lua. b) anteparo: Terra; fonte: Sol; obstáculo: Lua.
2. a) 6,7.105
km b) 4,8 km
3. A
4. B
5. 1,5 . 108
km
6. a) lua nova; b) 4 min
7. A