O documento apresenta conceitos básicos de óptica geométrica, incluindo: 1) Definições de raio de luz, feixe de luz e fontes de luz; 2) Fenômenos ópticos como reflexão, refração, absorção e classificação de meios ópticos; 3) Princípios da óptica geométrica como a propagação retilínea da luz.

1. Professor : Homero Jr.
Aluno (a): Nº
9º Ano Turma: ( ) Data: 19 de setembro de 2009
Oficina de Física
1. ACÚSTICA: é a parte da Física que estuda as 5. REFLEXÃO DO SOM - É um dos principais
ondas sonoras. fenômenos que ocorre com o som, onde o intervalo
2. ONDAS SONORAS: são ondas mecânicas, de tempo (∆t), decorrido entre o som direto e o som
longitudinais e tridimensionais. refletido, ouvidos por um observador, é dado por:
O ouvido humano normal consegue captar
freqüências sonoras que vão de 20Hz até
20.000Hz. Abaixo de 20Hz, temos o infra-som e
acima de 20.000 Hz, o ultra-som.
Assim, definem-se:
Eco: ocorre se ∆t ≥ 0,1s (0,1s é o tempo que o som
persiste no cérebro). O observador ouve
separadamente o som
3. VELOCIDADE DO SOM - Por ser uma onda direto e o som refletido.
mecânica, o som se propaga mais rapidamente Ex: Uma pessoa gritando
nos sólidos do que nos líquidos, e, nos líquidos, na entrada de uma longa
mais rapidamente do que nos gases. caverna, ouve o eco de
sua própria voz.
REVERBERAÇÃO: ocorre se 0s < ∆t < 0,1s. O
observador ouve o som refletido, quando o som
direto ainda está se extinguindo. Há um
prolongamento do som.
Ex: Uma pessoa gritando num auditório vazio,
ouve a reverberação de sua voz.
4. QUALIDADES FISIOLÓGICAS DO SOM - O Reforço: ocorre se ∆t ≈ 0s. O observador ouve o
ouvido humano é capaz de diferenciar algumas som direto juntamente com o som refletido. Há um
qualidades do som, como altura, intensidade e aumento na intensidade do som.
timbre. Ex: Uma pessoa cantando num pequeno banheiro.
4.1. ALTURA: permite diferenciar um som grave Obs: O sonar emite ultra-sons e capta o eco
de um som agudo, através da freqüência. (ondas que se refletem no eventual obstáculo),
medindo o intervalo de tempo ∆t entre a emissão e
Som grave: menor freqüência (som baixo) a recepção.
Ex: Voz de homem (100Hz à 200Hz)
Som agudo: maior freqüência (som alto)
Ex: Voz de Mulher (200Hz à 400Hz)
4.2. INTENSIDADE: permite diferenciar um som
forte de um som fraco, através da amplitude.
Som forte: maior amplitude (ambiente
barulhento)
Som fraco: menor amplitude (ambiente calmo)
Obs1: Aproximando-se da fonte sonora, o som fica
mais forte;afastando-se da fonte, fica mais fraco.
Obs2: A intensidade mínima audível é 6. RESSONÂNCIA - Um diapasão, um pêndulo e
I 0 10
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W / m e a intensidade máxima suportável um sistema massa-mola possuem uma única
(limiar da dor) é I MAX 1W / m 2 . freqüência de vibração chamada de freqüência
natural (ou própria). Assim, todos os corpos
4.3. TIMBRE: permite diferenciar dois sons de (prédios, pontes, taças de cristal, balanços etc)
mesma altura e mesma intensidade, emitidos por possuem uma freqüência natural de vibração.
fontes diferentes. Quando um corpo recebe energia de uma fonte
Ex: A mesma nota musical emitida por um violino com freqüência igual à sua freqüência natural
e um piano diferem-se pelo timbre, ou seja, pela (ffonte= fnatural), o corpo entra em ressonância com a
forma das ondas. fonte e a sua amplitude de vibração aumenta cada
vez mais.
Ex1. Uma taça de cristal pode-se
estilhaçar quando uma cantora
com voz de soprano (alta f)
emitir uma nota musical com
freqüência igual à freqüência natural da taça.

2. Exercícios
1. Em relação às ondas sonoras podemos afirmar Anotações
que:
a) a propriedade física que nos permite classificar a
altura do som em grave ou agudo é a sua
freqüência.
b) quando alteramos o botão do volume do rádio,
estamos alterando a altura dos sons do rádio.
c) ao atravessar a superfície de separação de dois
meios, uma onda varia sua freqüência.
d) a altura de uma onda sonora é a qualidade
ligada diretamente à forma da onda.
e) dois sons com mesma altura e intensidade,
provenientes de dois instrumentos musicais
diferentes, são perfeitamente idênticos ao ouvido
humano.
2. Duas cordas idênticas de violão foram afinadas
para produzirem a mesma nota musical.
Dedilhando-se uma das cordas, observa-se que a
outra também vibra. Esse fenômeno é conhecido
como:
a) difração. b) batimentos. c) interferência.
d) refração. e) ressonância.
3. O ouvido humano detecta sons cuja freqüência
varia de 20Hz a 20.000Hz. Considere a velocidade
de qualquer som no ar igual a 340 m/s. Um som
inaudível pelo nosso ouvido, emitido por um
animal, tem freqüência de 3,4.104Hz. O
comprimento de onda desse som, em metros, vale:
a) 1,0.10-2 b) 1,7.10-2 c) 3,4.10-2
d) 1,7 e) 1,7 . 10
4. Com relação à velocidade de propagação do
som, podemos afirmar que é:
a) maior nos sólidos do que nos líquidos.
b) maior nos gases do que nos sólidos.
c) maior nos líquidos do que nos sólidos.
d) nula nos sólidos.
e) máxima no vácuo.
5. A tabela apresenta a freqüência f dos sons
fundamentais de notas musicais produzidas por
diapasões e que se propagam no ar. Considerando
esses dados, selecione a alternativa que completa
corretamente as lacunas das seguintes afirmações:
I. Do som mais agudo ao som mais grave, as
ondas têm um aumento progressivo
do(a)........................
II. O comprimento de onda do som lá é ............do
que o som mi.
a)período-menor
b)período-maior
c)freqüência-menor
d) freqüência-maior
e) altura-maior
6. Cantores de ópera se tornam famosos por
serem capazes de quebrar um copo de cristal
cantando a nota adequada. O fenômeno
responsável por isso é a:
a) difração. c) ressonância.
b) polarização. d) interferência
c) reflexão.

3. 1. ÓPTICA GEOMÉTRICA - É a parte da Física que se propaga no meio 1 incide sobre a
que estuda a trajetória da luz, não se preocupa superfície S e retorna ao meio 1, mantendo o
com a sua natureza. paralelismo.
2. CONCEITOS BÁSICOS: Ex: A reflexão regular é responsável pela formação
a) Raio de luz: é a representação geométrica da de imagens no espelho.
trajetória da luz, indicando a direção e o sentido b) Reflexão difusa ou difusão: o feixe de raios
de sua propagação. paralelos que se propaga no meio 1 incide sobre
b) Feixe de luz: é um conjunto de raios de luz. a superfície S e retorna ao meio 1, perdendo o
Um feixe luminoso pode ser: paralelismo e espalhando-se em todas as direções.
A difusão é devido às irregularidades da superfície.
A reflexão difusa é
responsável pela
visão dos objetos
que nos cercam.
3. FONTE DE LUZ - São corpos que podem ser Ex: Vemos uma
vistos, ou seja, emitem luz. pessoa porque
4. CLASSIFICAÇÃO DAS FONTES DE LUZ. ela reflete difusamente para a nossa vista a luz que
4.1. QUANTO À EMISSÃO DE LUZ: recebe.
a) Fonte primária ou corpo luminoso: emite luz c) Refração: o feixe de raios que se propaga no
própria. meio 1 incide sobre a
Ex: o Sol, as estrelas, uma lâmpada ligada, uma superfície S e passa
vela acesa, um a se propagar
vaga-lume, um interruptor, metal aquecido ao rubro no meio 2, . A
etc. refração ocorre
b) Fonte secundária ou corpo iluminado: não em meios
emite luz própria, reflete luz de uma fonte primária. transparentes.
Ex: a Lua, os planetas, um caderno, uma caneta, d) Absorção: o feixe de raios paralelos que se
uma cadeira, uma pessoa, um quadro etc. propaga no meio 1 incide sobre a superfície S e
4.2 QUANTO À DIMENSÃO: não retorna ao meio 1 nem se propaga no meio
a) Fonte pontual ou puntiforme: suas dimensões 2, ocorrendo a absorção. Como a luz
são desprezíveis em ralação ao ambiente é uma forma de
considerado. energia, sua
Ex: uma pequena lâmpada num salão. absorção
b) Fonte extensa: suas dimensões não são ocasiona um
desprezíveis em relação ao ambiente considerado. aquecimento.
Ex: uma lâmpada fluorescente num quarto. Ex: A absorção é responsável pelo aquecimento de
5. CLASSIFICAÇÃO DOS MEIOS ÓPTICOS. uma camisa preta quando exposta à luz.
a) Meio transparente: é aquele que permite a 7. CLASSIFICAÇÃO DA LUZ QUANTO À COR.
propagação regular da luz. a) Luz monocromática: é a luz de uma única cor,
ou seja, não é decorrente de uma composição de
cores.
Ex: A luz amarela emitida pelo vapor de sódio
incandescente.
Ex: aquário, ar, vidro comum, papel celofone, etc... b) Luz policromática: é a luz resultante da
b) Meio Translúcido: é aquele que permite a composição de luzes monocromáticas.
propagação irregular da luz. Ex: A luz branca emita pelo Sol é constituída por
uma infinidade de luzes monocromáticas, as quais
podem ser divididas em sete cores principais:
Vermelho, Alaranjado, Amarelo, Verde, Anil,
Violeta.
8. A COR DOS CORPOS - A cor apresentada por
Ex: vidro fosco, papel vegetal, tecido fino, ar com um corpo, ao ser iluminado, depende do tipo de luz
neblina etc. que ele reflete difusamente. Assim, corpos de
c) Meio opaco: é aquele que não permite a diferentes cores, sendo iluminados por luz branca,
propagação da luz. teremos:
Ex: parede de tijolos, portão de madeira, placa
metálica etc.
6. FENÔMENOS ÓPTICOS - Quando a luz incide
sobre uma superfície S que separa dois meios, o corpo vermelho, vai refletir difusamente a luz
pode sofrer os vermelha e absorver as demais; o corpo amarelo,
seguintes fenômenos. vai refletir difusamente a luz amarela e absorver as
a) Reflexão demais, e assim por diante. E o corpo negro, vai
regular: o feixe de absorver todas as luzes. Atente ao fato de que um
raios paralelos corpo amarelo parecerá negro quando for

4. iluminado por luz diferente da branca e da amarela, 2. No esquema da figura representamos o Sol, a
pois essa luz será devidamente absorvida. Terra e a Lua. Para um observador na superfície
9. PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA da Terra voltada para a Lua (ponto O):
9.1. PRINCÍPIO DA INDEPENDÊNCIA DOS
RAIOS LUMINOSOS: quando raios de luz se
cruzam, cada um segue sua trajetória
independente dos outros.
a) é noite, fase de Lua nova e ocorre eclipse da
Lua.
b) é dia, fase de Lua cheia e ocorre eclipse do Sol.
c) é noite, fase de Lua cheia e a Lua está visível.
9.2. PRINCÍPIO DA REVERSIBILIDADE DOS d) é dia, fase de Lua nova e ocorre eclipse da Lua.
RAIOS LUMINOSOS: a trajetória do raio de luz e) é noite, fase de Lua cheia e ocorre eclipse da
não depende do sentido de percurso. Lua.
3. Numa aula prática de física foi feito o
experimento esquematizado nas figuras I e II, onde
o professor alternou a posição da fonte e do
observador. Com esse experimento, o professor
pretendia demonstrar uma aplicação da (o):
9.3. PRINCÍPIO DA PROPAGAÇÃO RETILÍNEA
DOS RAIOS LUMINOSOS: nos meios
homogêneos e transparentes, a luz se propaga em a) reflexão difusa.
linha reta. b) fenômeno da difração.
c) princípio da reflexão.
d) princípio da reversibilidade da Luz.
e) princípio da independência dos raios luminosos.
4. A formação de sombra evidencia que:
a) a luz se propaga em linha reta.
10. SOMBRA E PENUMBRA - A sombra b) a velocidade da luz não depende do referencial.
corresponde a uma região com ausência total de c) a luz sofre refração.
luz, enquanto a penumbra corresponde a uma d) a luz é necessariamente fenômeno da natureza
região parcialmente iluminada. corpuscular.
11. ECLIPSE: ocorre devido à propagação retilínea e) a temperatura do obstáculo influi na luz que o
da luz, quando o Sol, a Lua e a Terra estão atravessa.
alinhados. 5. Quando a Lua se coloca entre o Sol e a Terra,
durante o eclipse do Sol, ela projeta sobre a
superfície terrestre uma região de sombra e outra
de penumbra. Para um observador situado na
região de penumbra:
a) o eclipse será total e o disco solar ficará
totalmente escuro.
b) o eclipse será total e o disco solar ficará cinza.
c) o eclipse será parcial.
d) o eclipse será parcial, pois o disco solar ficará
cinza.
e) não haverá eclipse.
6. O fenômeno conhecido como eclipse solar
Obs.: Os eclipses da Lua ocorrem na lua cheia e evidencia que a luz:
os eclipses do Sol, na lua nova. a) é independente quando se propaga.
EXERCÍCIOS b) é reversível quando se propaga.
1. Durante um eclipse solar, um observador: c) se propaga em linha reta.
a) no cone de sombra, vê um eclipse parcial. d) se propaga em linha curva.
b) na região de penumbra, vê um eclipse total. e) contorna os objetos ao se propagar.
c) na região plenamente iluminada, vê a Lua
eclipsada. “Um homem não pode fazer o certo numa área da vida,
d) na região da sombra própria da Terra, vê enquanto está ocupado em fazer o errado em outra. A
somente a Lua. vida é um todo indivisível”.
Mahatma Gandhi
e) na região plenamente iluminada, não vê o
eclipse solar.