O documento resume os principais conceitos da óptica geométrica, incluindo: 1) Definições de fontes primárias e secundárias, raios e feixes de luz, meios de propagação da luz e princípios da óptica geométrica. 2) Conceitos sobre espelhos planos e esféricos, lentes esféricas, olho humano e defeitos de visão. 3) Breve explicação sobre refração, dispersão, arco-íris, fibra óptica e miragem.

2. Fontes primárias
• As fontes primárias são aquelas que
possuem luz própria. São chamadas
também de corpos luminosos.

3. Fontes Secundárias
• As fontes secundárias são aquelas que
refletem a luz proveniente de uma
fonte primária. São chamadas também
de corpos iluminados.

4. Raio e Feixe de Luz
• Os raios de luz são representados por
vetores. E um conjunto desses raios é
chamado de feixe de luz.
• Existem três tipos de feixes.

5. Meios de Propagação da luz
• Meio Transparente:

6. Meio Translúcido:

7. Meio Opaco:

8. Princícpios da Óptica
Geométrica.
1º-Princípio da Propagação
retilínea de um raio de luz
Em um meio transparente, homogêneo e
isotrópico a luz se propaga em linha reta.
Laser

9. 2º-Princípio da reversibilidade
de um raio de luz
Quando a luz se desloca entre dois pontos, o
caminho percorrido é o mesmo,independente do
sentido

10. 3º-Princípio da independência
de um raio de luz
Quando dois(ou mais) raios luminosos se cruzam,
cada um segue o seu modo de propagação sem
interferir na direção de propagação do outro.

11. A cor de um corpo
• A cor de um corpo depende da luz que é
refletida por ele.
Por exemplo o livro da figura abaixo quando
iluminado por luz branca absorve todas as cores com
excessão da luz vermelha que é refletida:
Luz
Branca
Somente a luz
vermelha é
refletida

12. Exemplos:
Luz
branca
A camisa
reflete a luz
vermelha
Luz
Branca
O calção reflete
a luz azul
Luz
branca

13. Luz
vermelha
Enxergamos a camisa
vermelha
Luz
Azul
Enxergamos o
calção preto
Enxergamos a camisa
preta
Enxergamos o
calção azul

14. Leis da Reflexão
Raio incidente
Normal
Raio refletido
Ângulo de
incidência
Ângulo de
reflexão
Espelho
Ângulo de Incidência = Ângulo de reflexão

15. Espelhos planos
CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DA IMAGEM DE UM PONTO
i r



 Para um o objeto real a imagem será
virtual.
 O objeto e a imagem são simétricos
(eqüidistantes) em relação ao espelho.

16. Espelhos planos
• A imagem é direita (direta), do mesmo tamanho,
simétrica em relação ao objeto.
• A imagem e o objeto são figuras contrárias
(ENANTIOMORFAS).

17. Campo visual de um espelho
plano
 Corresponde a toda região que um observador consegue
ver por reflexão.
O Campo Visual
depende da posição
do observador e é
tanto maior quanto
mais próximo do
espelho estiver o
observador.

18. Espelhos Esféricos
São calotas esféricas que podem ser espelhadas
tanto na parte interna como na parte externa.

19. F
C V
Eixo principal
Distância CV é o dobro da
distância FV.
C – Centro de Curvatura
F – Foco
V – Vértice
Principais elementos de um
Espelho Esférico

20. Principais raios notáveis em um
Espelho Esférico
a) Todo o raio que incidir paralelamente ao eixo principal de
um espelho esférico é refletido na direção do foco.
F
C V F
C V

21. b) Todo o raio que incidir na direção do foco será refletido
paralelamente ao eixo principal do espelho.
F
C V F
C V

22. c) Todo o raio que incidir na direção do centro do espelho
será refletido sobre ele mesmo.
F
C V F
C V

23. 



d) Todo o raio que incidir na direção do vértice do espelho
terá o ângulo de incidência formado com o eixo principal igual
ao ângulo que o raio refletido forma com esse eixo.
F
C V F
C V

24. Características das imagens
fornecidas por um espelho côncavo
• O objeto encontra-se
antes do centro.
Imagem
• Real
• Invertida
• Menor
• Entre C e f
C F V

25. • O objeto encontra-se em C.
Imagem
• Real
• Invertida
• Igual
• em C
C
F V

26. Imagem
• Real
• Invertida
• Maior
• Antes de C
C F V
• O objeto encontra-se entre C e F.

27. • O objeto encontra-se em F.
Imagem
• Imprópria
Localizada no
infinito.
C F V

28. Imagem:
• Virtual
• Direita
• Maior
• Atrás do
espelho
C F V
• O objeto encontra-se entre F e v.

29. Imagem
• Virtual
• Direita
• Menor
C F V
Característica da imagem fornecida
por um espelho convexo
• Caso único.

30. Equação da nitidez de Gauss
Convenção de sinais.
 )
(
:
)
(
)
(
:
)
(
)
(
:











o
i
d
d
f
Espelho Côncavo
Espelho Convexo
Imagem Real
Imagem Virtual
Objeto Real
o
i d
d
f
1
1
1



31. Lembre-se sempre...
“Toda imagem real é invertida em
relação ao objeto e vice-versa.
Toda imagem virtual é direita em
relação ao objeto e vice-versa.”
E só é possível projetar imagens
reais!

32. Refração da luz
Refração é a passagem da luz de um meio para
outro.
Observamos que, quando um raio de luz incidente for
oblíquo, a refração é acompanhada de desvio de direção,
o que não acontece se a incidência do raio for
perpendicular.

33. Índice de Refração absoluto de
um meio (n)
v
c
n 
s
m
c /
10
.
3 8

c
v  1

n
Onde:
C – Velocidade da luz no vácuo
v – Velocidade da luz no meio considerado

34. Leis da refração
O raio incidente, a
reta normal à
superfície que
separa os meios e o
raio refratado
pertencem ao
mesmo plano.
ni
nr
Normal
θi
θr
Raio
incidente
Raio
refratado
r
r
i sen
n
i
sen
n 
 .
. 
Lei de Snell-Descartes
θi
Raio
refletido

35. Observação:
a) Quando um raio de luz passa de um meio menos
refringente para outro mais refringente o raio refrato
é aproximado da reta normal.
Normal
i
r

36. Observação:
b) Quando um raio de luz passa de um meio mais
refringente para outro menos refringente o raio
refrato é afastado da reta normal.
Normal
i
r

37. Observação:
c) Se o raio de luz incidir perpendicularmente à
superfície que separa os meios sofre refração sem
sofrer desvio em sua trajetória.
I
R
Normal
i=0º
r=0º Raio
refratado
Raio
incidente

38. Dioptro Plano
nObservador
nObjeto
P
P’

39. Posição aparente dos astros
• A densidade do ar diminui com a altura. Observe
esquema a seguir:
Objeto
Imagem

40. Dispersão da luz
Prisma
Luz
Branca
• Vermelho
• Laranja
• Amarelo
• Verde
• Azul
• Anil
• Violeta
n
v
Atenção!!!
No vácuo as ondas eletromagnéticas
apresentam a mesma velocidade.
C=3.108m/s

41. Arco íris

42. Fonte
de luz
N
θ θ

N
.
L
L
Reflexão total da luz
menor
n
maior
n

43. Aplicação da reflexão total
Fibra Ótica

44. casca
casca
núcleo
ar
ar
Funcionamento da Fibra
Ótica

i>L

45. Aplicações:
Miragem

46. Lentes Esféricas
•Classificação.
•Lentes com bordas finas.
Biconvexa Plano-convexa Côncava-convexa Símbolo

47. •Lentes com bordas espessas.
Bicôncava Plano-côncava Convexa-côncava Símbolo

48. Atenção!!!
Bordas Finas Bordas espessas
nL>nmeio Convergente Divergente
nL<nmeio Divergente Convergente

49. Principais elementos de uma
Lente Esférica
F
C F´ C´
C = centro principal
F = Foco Principal
C´ = centro Antiprincipal
F´ = Foco Antiprincipal
CO = Centro Óptico
Eixo Principal
CO F’
C’ F C

50. Principais raios notáveis de uma
Lente Esférica
F
C F´ C´
Eixo Principal
CO F’
C’ F C

51. F
C F´ C´
A imagem é:
• Real
• Invertida
• Menor
Características das imagens
fornecidas por uma Lente
Convergente
• O objeto encontra-se antes de C.

52. A imagem é:
•Real
•Invertida
•Mesmo Tamanho
F
C
F´ C´
• O objeto encontra-se em C.

53. F
C
F´ C´
A imagem é:
• Real
• Invertida
• Maior
• O objeto encontra-se entre C e F.

54. F
C
F´ C´
A imagem é Imprópria
Localizada no Infinito
• O objeto encontra-se em F.

55. F
C
F´ C´
• O objeto encontra-se entre F e C.O.
A imagem é:
• Virtual
• Direita
• Maior

56. A imagem é:
•Virtual
•Direita
•Menor
F C
C´ F´
Características das imagens
fornecidas por uma Lente
Divergente
• Caso único.

57. O olho Humano
Esclerótida
Músculos
Ciliares
Córnea
Íris
Pupila
Humor
Aquoso
Cristalino
Humor
Vítreo
Nervo
Óptico
Retina

58. Controla a entrada de luz no globo
Ocular (é o “diafragma” da máquina)
É o orifício localizado no centro da
íris. Abertura controlada por
Músculo liso
Pupila normal Pupila dilatada
(Midríase)
Íris
Púpila

59. • A miopia se caracteriza pela dificuldade de
enxergar objetos muito distantes, ou seja, no
infinito.
• A imagem se forma antes da retina.
Defeitos da visão.
•Miopia

60. • Como a imagem se forma
antes da retina é
preciso divergir os raios
de luz vindos desse
objeto para que o
cristalino consiga
convergir sobre a retina.
• A lente capaz de
divergir os raios é a
lente de bordas grossas.
• Correção

61. Hipermetropia
• A hipermetropia se caracteriza pela
dificuldade de enxergar objetos próximos, ou
seja, a partir do ponto próximo ao olho.
• A imagem se forma depois da retina.

62. • Correção
• Como a imagem se forma
depois da retina é
preciso convergir os
raios de luz vindos desse
objeto para que o
cristalino consiga
convergir sobre a retina.
• A lente capaz de
convergir os raios é a
lente de bordas finas.

63. Presbiopia
• À medida que as pessoas envelhecem, o
cristalino se torna menos flexível e sua capacidade
de acomodação de reduz. Tanto o presbíope como o
hipermétrope não enxergam bem a pequenas
distâncias, isto é, seus pontos próximos estão a
distâncias superiores a 25 cm.
• A lente corretora para um presbíope é a mesma,
portanto, que para um hipermétrope.

64. Astigmatismo
• Uma curvatura irregular da córnea ou uma forma
irregular do cristalino produz uma imagem
distorcida e/ou borrada na retina.
• Sua correção não pode ser feita por uma simples
lente convergente ou divergente, mas deve ser
feita por meio de um lente cilíndrica cuja
convergência é maior numa direção que em outra.

65. O estrabismo é um defeito que se manifesta quando os
olhos se movimentam em direções diferentes e não
conseguem focalizar juntos o mesmo objeto. Ele pode ser
causado por diferenças acentuadas nos graus de miopia ou
hipermetropia dos dois olhos, por desenvolvimento
insuficiente ou desigual dos músculos que os movem, ou
ainda por algum problema do sistema nervoso central
Estrabismo

66. Catarata é a opacificação de uma lente que nós temos dentro do
olho - o cristalino. Conforme essa lente vai deixando de ser
transparente, a visão vai se tornando embaçada, podendo
chegar a cegueira.
Catarata

67. Aulas de literatura para UFRGS,
Fundação e Universidades do
interior do estado