Conceitos de óptica geométrica

1. ÓPTICA GEOMÉTRICA
Professor Robinho

2.  A luz é uma energia eletromagnética radiante com velocidade FINITA que
pode ser captada pelo sentido da visão.
 Isaac Newton acreditava que a luz era composta por minúsculas partículas e
que elas sofriam reflexões e refrações, sendo responsáveis por transportar
energia.
 Mas no século XVII o físico e matemático Christiaan Huygens propôs que a
luz também fosse vista como uma onda. E isso se confirmou com um
experimento feito no século XIX por Thomas Young, físico e médico
britânico.
 Atualmente, a luz pode tanto ser interpretada como onda quanto como
partícula e isso dependerá do meio no qual ela propaga ou do fenômeno.
A LUZ

3. A CAPTAÇÃO DA LUZ
 Os raios luminosos incidem na córnea,
passam pelo cristalino e são projetados
na retina, onde se encontram-se dois
tipos de fotorreceptores:
 Os cones distinguem as cores
primárias (vermelho, verde e azul)
 Os bastonetes diferenciam os níveis de
intensidade.
 Os impulsos nervosos produzidos são
enviados por meio do nervo óptico.

4.  O símbolo c origina-se do Latim celeritas (velocidade ou rapidez).
 No vácuo é de exatos 299 792 458 m/s, arredondando: c = 300.000 km/s
VELOCIDADE DA LUZ (C)

5. ANO-LUZ
 Ano-luz é uma unidade de COMPRIMENTO
 Corresponde à distância percorrida pela luz em um ano, no vácuo. Em
inglês, costuma-se abreviá-lo por "ly", de "light-year".
 Corresponde a 9,46 trilhões de quilômetros por ano.

6. FONTES DE LUZ

7. MEIOS DE PROPAGAÇÃO
Transparente Translúcido Opaco

8. PROPAGAÇÃO RETILÍNEA DA LUZ
 Princípio: nos meios ordinários a luz sempre se propaga em LINHA RETA
 Consequência: Sombras e penumbras

9. REPRESENTAÇÃO

10. ECLIPSES
 Solar
(Lua Nova)
 Lunar
(Lua Cheia)

12. INDEPENDÊNCIA DOS RAIOS LUMINOSOS

13. REVERSIBILIDADE DOS RAIOS LUMINOSOS

14. AS CORES DOS CORPOS
 Newton fez a experiência de
decomposição da luz branca com um
prisma, demonstrando que esta é
formada pela mistura de muitas cores.

15. As cores dos corpos
• A cor apresentada por um corpo, ao ser iluminado, depende do
tipo de luz que ele reflete difusamente.

16. REFLEXÃO DA LUZ

17. ABSORÇÃO DA LUZ
 Neste fenômeno parte da energia do feixe de luz é absorvida pela superfície de
separação entre 2 meios.

18. AS CORES DOS CORPOS
 A cor apresentada por um corpo, ao ser iluminado, depende do tipo de luz que
ele reflete difusamente.

19. AS CORES DOS CORPOS

20. AS CORES DOS CORPOS

22. PROCESSO ADITIVO

23. Regular Difusa
TIPOS DE REFLEXÃO

24. ESPELHOS PLANOS

25. LEIS DA REFLEXÃO
Raio incidente Raio refletido
Normal
i r
Espelho
plano
Plano que
contém os
dois raios e
a normal
1. O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.
2. Os raios incidente e refletidos estão no mesmo plano da normal.

26.  É a região do espaço que pode ser vista por reflexão em um espelho plano
CAMPO VISUAL

27. 
1
360



N
Ângulo
entre os
espelhos
ASSOCIAÇÃO DE ESPELHOS PLANOS

28. Toda superfície refletora com a forma de uma calota esférica.
ESPELHOS ESFÉRICOS

30. .
CV=RAIO(R) FV=DISTÂNCIA FOCAL
C: centro de curvatura
V: vértice
F: foco
C F V
Eixo principal
F=R/2
ELEMENTOS DE CONSTRUÇÃO

31. é aquele espelho cuja face interna da calota é
refletora de luz.
ESPELHO CÔNCAVO

32. é aquele espelho cuja face externa da calota é refletora de luz.
ESPELHO CONVEXO

34. Todo raio de luz que incide paralelamente ao eixo principal reflete-se numa direção que
passa pelo foco .
RAIO PARALELO
C F V

35. V F

36. Todo raio de luz que incide numa direção que passa pelo centro de curvatura reflete-se
sobre si mesmo.
V
F
C
RAIO QUE PASSA PELO CENTRO

37. FORMAÇÃO DE IMAGENS

38. ESPELHOS CÔNCAVOS

39. Objeto antes de C
C F
objeto
imagem
Imagem real
Invertida
Menor
Eixo
principal

40. Objeto em C
C F
objeto
imagem
Imagem real
Invertida
Igual (mesmo
tamanho)
Eixo
principal

41. Objeto entre C e F
C F
objeto
imagem
Imagem real
Invertida
Maior
Eixo
principal

42. Objeto entre F e V
C F
objeto
imagem
Imagem virtual
Direita
maior
Eixo
principal

43. ESPELHOS CÔNCAVOS - RESUMO
Agora então podemos entender o por que de se usar um espelho côncavo para se maquiar.
Além das imagens citadas podemos formar mais outros 5 tipos de imagens no espelho
côncavo, são elas:
1) Objeto antes do centro de curvatura forma imagem real, invertida e menor.
2) Objeto exatamente no centro de curvatura forma imagem real, invertida e igual.
3) Objeto entre o centro e o foco forma imagem real, invertida e maior.
4) Objeto exatamente no foco não forma imagem, dizemos então que a imagem é imprópria.

44. ESPELHOS CONVEXOS

45. Espelho Convexo
F C
objeto
imagem
Imagem virtual
Direita
Menor

46. Espelhos convexos (divergentes) são utilizados por ampliarem o campo visual.
APLICAÇÕES

47. Espelhos Côncavos (convergentes) são geralmente utilizados por concentrarem os raios
luminosos ou mesmo por formarem imagens ampliadas
APLICAÇÕES

48. A lenda, que começou na Idade Média, afirma que Arquimedes utilizava espelhos para
concentrar a luz do Sol e queimar navios durante a guerra de Siracusa (do ano 214 a.C. ao 212
a.C., durante a Segunda Guerra Púnica).
O engenheiro Joannis Stakas e o historiador Evanghelos Stamatis indicam que um espelho
parabólico é capaz de iniciar pequenos focos de incêndio em um navio que esteja parado.
Outro experimento parecido foi MIT em 2005.
Analisando os dados dessas pesquisas, os cientistas italianos dizem que o uso de espelhos
contra navios em movimento seria duvidoso. Além disso, os marinheiros da época seriam
capazes de acabar rapidamente com pequenos focos de incêndio.
Apesar do esforço e da criatividade de Arquimedes, os romanos venceram a guerra e
dominaram Siracusa. O destino do inventor, ao final da guerra, foi a morte.
A LENDA DO ESPELHO GREGO
QUE QUEIMAVA NAVIOS

49. C V
o
i
p
Equação de
Gauss:
'
1
1
1
p
p
f


Aumento
Linear:
o
i
A 
p
p
A
'


p’
F
ESTUDO ANALÍTICO DE E.E.

51. REFRAÇÃO DA LUZ
Professor Robinho

52.  Variação da velocidade da luz, ao mudar de meio, em geral alterando a sua direção
de propagação.
REFRAÇÃO

53.  A refração sempre vem acompanhada da reflexão

54. s
m
s
km
c /
10
.
3
/
000
.
300 8


 Número que representa quantas vezes em um meio, a velocidade da luz é menor
que no vácuo
v
c
n 
ÍNDICE DE REFRAÇÃO (n)

55.  resistência que o meio oferece a passagem da luz.









cidade
menor velo
densidade
maior
)
(
e
refringent
mais
meio









cidade
maior velo
densidade
menor
)
(
e
refringent
menos
meio
REFRINGÊNCIA

56. V=225.000km/s V=200.000km/s V=125.000km/s

57.  Dioptro plano: dois meios separados por uma superfície
PROFUNDIDADE APARENTE

58. FIM