O documento descreve a história da ótica clássica desde 800 a.C. até 1665 d.C., abordando as diferentes concepções sobre a natureza da luz ao longo do tempo, desde os gregos antigos até Galileu e Kepler. Também discute o desenvolvimento inicial do microscópio e telescópio e as descobertas e teorias sobre reflexão e refração da luz de nomes como Al-Hazen, Snell e Descartes.

1. História da Física II
Lucas Guimarães
Terça-Feira, 29 de Julho de 2014
Crônica da Ótica Clássica:
800 a.C. – 1665 d.C.

2. Natureza da luz

3. Para algumas
civilizações, a
luz tinha
origem divina.
Contudo, com os antigos gregos,
a luz tinha uma realidade
objetiva.

4. Homero: a luz
provinha dos
olhos.
Como, então, é
possível
enxergar no
escuro?

5. Pitágoras: São
os olhos que
recebem os
raios luminosos
emitidos pelos
objetos.

6. Empédocles:
fluxo luminoso
como fluxo de
um rio, de
velocidade
finita.

7. Platão: Visão de um
objeto devida a três
jatos de partículas: 1)
partindo dos olhos; 2)
proveniente do objeto;
3) proveniente das
fontes iluminadoras.

8. Ilustração

9. Aristóteles: Concepção
de luz como atividade
em um determinado
meio. Para Aristóteles,
a luz tinha velocidade
infinita.

10. Al-Hazen (965-1038):
Fonte dos raios
luminosos está nos
corpos luminosos (como
o Sol). A visão é devida
à reflexão desses raios
nos objetos. A
velocidade da luz é
finita.

11. Arco-Íris

12. Arco-Íris
• Para Aristóteles, o arco-íris era formado
por gotículas de água contidas na
Atmosfera que refletiam a luz do Sol e
causavam variação de cor. Explicou
corretamente a forma circular do arco-íris.
• The rainbow - Aristotle's Theory (vídeo)

13. Arco-Íris
• Medição do ângulo em 1266, por Roger
Bacon.

14. Arco-Íris
• As ideias aristotélicas sobre o arco-íris
permaneceram até o século XIII.
• Neste período, o físico persa Ibn Marud Al-
Schirazi fez alguns complementos,
afirmando que tal fenômeno era devido à
dupla refração e reflexão dos raios solares
nas gotículas de água.

15. Arco-Íris
• Teodorico de Freiberg: realização do
experimento com esferas ocas.
• Com essa experiência, demonstrou que os
arco-íris secundários tinham invertido a
ordem das suas cores em relação às do
primário.

16. Arco-Íris (secundário)

17. Arco-Íris
• Questões continuavam sem resposta:
• 1) O porquê do ângulo de visão do arco-íris.
• 2) A razão das cores do arco-íris.
• 3) A presença de outros arcos.

18. Natureza da luz
• Busca pela relação existente entre a luz e o
fogo.

19. Natureza da luz
Concepção aristotélica
retomada por Robert
Grosseteste (1175-
1253). Para Grosseteste,
a luz era a substância
primordial do Universo.

20. Natureza da luz
• Paralelamente ao estudo da visão da
natureza da luz, os filósofos ocidentais da
Antiguidade preocuparam-se com as
propriedades óticas das esferas e cristais de
vidro, bem como das propriedades refletoras
das superfícies espelhantes planas e curvas.

21. Ótica
• Surgem, então, duas áreas:
• 1) Ótica: Estudava a teoria geométrica da
percepção visual do espaço e dos objetos nele
situados.
• 2) Catóptrica: Estudava a teoria dos
espelhos e fenômenos relacionados à
refração.

22. Ótica
• Euclides: em sua Catóptrica, admite a
trajetória retilínea da luz e apresenta
corretamente da Lei de reflexão da luz.
• Heron: explica a propagação retilínea da luz
e formula, com base na Lei da reflexão de
Aristóteles e Euclides, o princípio de que o
trajeto descrito por um raio luminoso é
mínimo.

23. Ótica
• Ptolomeu: estudou o fenômeno da refração
sofrida pela luz solar ao atravessar a
atmosfera terrestre.
• Al-Hazen: completou a Lei de reflexão da
luz ao afirmar que o raio incidente, o raio
refletido e a normal estão no mesmo plano.

24. Ótica
• Contribuições de Al-Hazen: Entre outras
se destacam o estudo da estrutura do olho
humano; discussão de propriedades dos
espelhos parabólicos e esféricos; constatação
do aumento aparente da Lua no horizonte;
redescobrimento da lei do trajeto mínimo de
Heron.
• Influenciou os filósofos ocidentais da Idade
Média.

25. Ótica
• 1280-1289: lentes passam a ser utilizadas
para correção de problemas de visão.
• Surgimento posterior das técnicas de
polimento e da profissão de fabricante de
óculos.

26. Microscópio
Zacharias
Janssen (1580-
1638)
A lente ocular era biconvexa e a lente objetiva era
plano-convexa. Era capaz de aumentar entre 3 até 10
vezes. Ao final do século XVII, o microscópio foi
aperfeiçoado por nomes como Leewuenhoek e Hooke.

27. Telescópio
Hans Lippershey
(1570-1619)

28. Ótica
• 1609: Galileu Galilei constrói seu primeiro
telescópio. Foi também o primeiro a usar o
microscópio para uma observação científica.
• Maurolycus: demonstra que a luz se desloca
paralelamente ao atravessar uma lâmina de faces
paralelas.
• Della Porta: descreve formas se de obter imagens
em câmara escura. Também construiu lunetas.

29. Ótica
Johannes Kepler
(1571 – 1630)
• Desenvolveu a Dióptrica, em
1610.
• Fez estudo teórico das lentes.
• Precursor da fotometria.
• Supunha que as cores
dependem da densidade e
transparência dos objetos.
• Refração era devida à maior
resistência dos meios densos.

30. Ótica
• Século XVII: O estudo da ótica assume um
caráter verdadeiramente científico, com a Lei
da refração da luz.
• Descoberta experimental da refração
luminosa por Harriot e Snell. Tratamento
matemático desenvolvido por Descartes.
• Uso da teoria corpuscular para explicar a
velocidade da luz.

31. Refração explicada pela teoria corpuscular

32. Refração explicada pela teoria corpuscular

33. Refração explicada pela teoria corpuscular

34. Ótica
• Formulação da teoria idealista: luz como
uma espécie de “pressão”, que se transmite
através de um meio elástico – o éter.

35. Ótica
• Elaborou o Princípio do
tempo mínimo e utilizou-o
para explicar a refração da
luz em 1661;
Pierre de Fermat (1601
– 1655)

36. Ótica

37. Ótica

38. Referências
• BASSALO, J.M.F. Crônica da Ótica Clássica.
Revista Brasileira de Ensino de Física, v.3, n.3,
p. 138-159, 1996.
• Hans and Zacharias Jansen: a complete
microscopic history. Disponível em:
<http://www.history-of-the-microscope.org/hans-
and-zacharias-jansen-microscope-history.php>,
acesso em: 27 jul. 2014.
• Glass Lenses. Disponível em:
<http://www.cmog.org/article/quest-see-more-
glass-lenses>, acesso em: 27 jul. 2014.

39. Referências
• MARTINS, R.A. O mito de Galileu
desconstruído. Revista de História da
Biblioteca Nacional, n.5, p. 24-27, out.
2010.
• NUSSENZVEIG, H.M. Curso de Física
Básica, v. 4. São Paulo: Edgard Blücher,
1998.