Conceitos básicos sobre óptica

1. PRINCÍPIOS DA ÓPTICA
Luz e Cores

2. O QUE É A
LUZ?
Será que toda luz brilha?
É Possível tocar na luz?
Do que ela é feita?

3. Pitágora
570 - 490 a.C
Registros pitagóricos acreditavam
que existia um feixe de visão que
possibilitava o olho humano
enxergar
MAS AI VEM A PERGUNTA SE A LUZ
SAI DE NOSSOS OLHOS, POR QUE
NÃO ENXERGAMOS NO ESCURO?

4. Atualmente, sabemos que primeiro a luz deve incidir nos
objetos e depois chega aos nossos olhos.
Isso significa que se não houver uma
fonte de luz que ilumine os objetos
não é possível vê-los

5. • Imagine você estando em
uma sala bem iluminada, e
olhando um quarto escuro,
você não verá os objetos
que estão dentro do
quarto.
• No entanto quando você está
no quarto escuro e olha para
a parte de fora iluminada é
possível enxergar os objetos.

6. Isaac Newton
1643 - 1727
A natureza da Luz é
onda ou partícula?

7. Óptica é a parte da Física que estuda a luz e os fenômenos luminosos.
Define-se luz como o agente físico que sensibiliza nossos órgãos visuais. A luz é uma onda
eletromagnética.
Imagem: Original Horst Frank, with some modifications by Jailbird. Tradución da versión
de Alebergen / Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

8. Raios de luz são linhas que representam a direção e o sentido de propagação da luz. A
ideia de raios de luz é puramente teórica e tem como objetivo facilitar o estudo.
Óptica Geométrica estuda os fenômenos luminosos baseados em leis empíricas
(experimentais). São explicados sem que haja necessidade de se conhecer a natureza
física da luz. A óptica geométrica usa como ferramenta de estudo a geometria (2).
Raio de luz Feixe de luz

9. Os Feixes Luminosos ou os Pincéis Luminosos podem ser classificados em:
Divergente
Paralelo
Convergente

10. Imagens: (a) Wilfredo R. Rodriguez H. / GNU Free Documentation License, (b) Naklig at el.wikipedia e (c) Dickbauch / GNU Free Documentation License.
Fonte de luz fosforescente Fonte de luz: Lâmpada
Fonte de luz: SOL
• Fontes de luz primária (luminosas) são fontes que emitem luz própria.
Incandescentes: quando emitem luz a altas temperaturas.
Ex.: O Sol, a chama de uma vela e as lâmpadas de filamento.
FONTES DE LUZ

11. CONCEITOS
Meio Transparente:
Permite a visualização de objetos através dele.
Meio Translúcido:
Permite a visualização de objetos, mas sem nitidez.
Meio Opaco:
Não é possível ver através dele.

12. • Fontes Secundárias são as fontes que emitem apenas a luz recebida de outros corpos.
Ex.: Lua, cadeiras, roupas etc.
Corpos opacos são aqueles que
impedem a passagem da luz.
Corpos transparentes são aqueles
que se deixam atravessar
totalmente pela luz.
Corpos translúcidos são aqueles
que se deixam atravessar
parcialmente pela luz (4).

13. c = 3 . 105 km/s = 3 . 108 m/s
Ano-Luz - Unidade de distância utilizada na Astronomia. Um ano-luz é a
distância percorrida pela luz no vácuo, em um ano terrestre (365 dias).
t
S
Vm



km
S
S
13
5
10
.
5
,
9
60
.
60
.
24
.
365
10
.
3




km
luz
ano 13
10
.
5
,
9
1 

Imagem: Marvel / Based upon a NASA
image / GNU Free Documentation License.

14. FENÔMENOS ESTUDADOS PELA ÓPTICA GEOMÉTRICA
• Reflexão
• Refração
• Absorção
REFLEXÃO DA LUZ
• Reflexão Regular
• Reflexão Difusa

15. ISAAC NEWTON - Cambridge - 1670
Cor de um corpo por Reflexão
Newton concluiu que a luz branca é, na realidade, composta
de todas as cores do espectro. E provou isso reunindo as raias
coloridas de duas maneiras diferentes: primeiro, mediante
uma lente, obtendo, em seu foco, a luz branca; e, depois, por
meio de um dispositivo mais simples, que passou a ser
conhecido como disco de Newton. Trata-se de um disco
dividido em sete setores, cada um deles pintado com uma
das cores do espectro. Fazendo-o girar rapidamente, as cores
se superpõem sobre a retina do olho do observador e este
recebe a sensação do branco (5).
Imagem:
(a)
Sir
Godfrey
Kneller
/
National
Portrait
Gallery,
London
/
Public
Domain
e
(b)
John
Roland
Hans
Penner
/
GNU
Fre
Documentation
License.

16. A COR DE UM OBJETO
• A luz branca é formada por várias cores.
• A cor de um objeto depende das suas propriedades de reflexão.
Ex. Um corpo vermelho, ao receber luz branca, reflete
preferencialmente a luz vermelha absorvendo as outras
cores.
Objeto Verde Objeto Branco Objeto Preto

17. Objeto azul
Cores do
espectro A cor refletida é azul

18. Princípio da propagação retilínea da luz: num meio homogêneo e transparente, a luz se
propaga em linha reta.
PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA
CONSEQUÊNCIAS E APLICAÇÕES
Sombra
P
F (fonte pontual)

19. Penumbra
P
Penumbra
F (fonte extensa)

20. Eclipse Lunar
-
Sol
Umbra
Penumbra
Imagem: Antonio Cerezo, Pablo Alexandre e Jesús Merchán y David Marsán /
Agrupación Astronómica Deneb / GNU Free Documentation License.

21. Eclipse solar
Orbita da Lua
Orbita da Terra
Sol
Imagem:
Sagredo
/
Public
Domain.

22. Imagem: Hans Bernhard / Dual license; Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported e GNU Free Documentation License.

23. O plano da órbita da Lua está
inclinado 5,2° em relação ao plano
da órbita da Terra. Portanto, só
ocorrem eclipses quando a Lua está
na fase de Lua Cheia ou Nova e
quando o Sol está sobre a linha dos
nodos, que é a linha de intersecção
do plano da órbita da Terra em
torno do Sol com o plano da órbita
da Lua em torno da Terra (6).
Imagens:
(a)
Lasunncty
/
GNU
Free
Documentation
License,
(b)
Mungany
/
Public
Domain(tradução
nossa).
Inclinação
Nó ascendente
Corpo
Celestial
Direção de
referência
Anomalia
verdadeira
Longitude do nó ascendente
Circunferência média da orbita= 2. 413.402
Apogeu =406.740 km
Nodes
Nodes
Sol
Perigeu =356.410 km
Período da órbita 27.32 dias
Inclinação coma a
eclíptica
4º59’ 5º19’
Lua
Terra

24. • https://worldview.earthdata.nasa.gov/
PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA

25. Princípio da independência dos raios de luz: um
raio de luz, ao cruzar com outro, não interfere na
sua propagação.
Imagem:
Toronto
Fire
Department
/
Creative
Commons
Attribution
2.0
Generic.
PRINCÍPIO DA INDEPENDÊNCIA DA LUZ

26. PRINCÍPIO DA REVERSIBILIDADE DA LUZ

27. Câmara Escura de Orifício
p
p
o
i '

b
h
imagem
objeto
p p’
Imagens:
(a)
Domínio
Público
e
(b)
18th
Century
Dictionary
Illustration
/
Public
Domain.