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ÓPTICA GEOMÉTRICA
É a parte da Física que estuda os
fenômenos relacionados com a luz e
sua interação com meios materiais
quando as dimensões destes meios
é muito maior que o comprimento
de onda da luz.
LUZ
■ Forma de energia radiante que se propaga
por meio de ondas eletromagnéticas. A
velocidade da luz no vácuo é de cerca de
300.000 km/s.
FONTES DE LUZ
■ As fontes de luz ou luminosas podem ser de 2
tipos:
■ Primárias 🡪 São aquelas que produzem a
própria luz que emitem.
■ Secundárias 🡪 São aquelas que emitem a luz
refletida de outras fontes.
RAIOS DE LUZ
■ São segmentos de reta orientados que
representam o sentido de propagação da luz e
auxiliam na construção de imagens em diversos
sistemas ópticos.
FEIXE DE LUZ
■ É um conjunto de raios de luz. Pode ser de 3
tipos:
■ Convergentes
■ Divergentes
■ Paralelos
INTERAÇÃO DA LUZ COM MEIOS
MATERIAIS
■ Podemos classificar os meios materiais de
acordo com a forma com que a luz se
propaga (ou não) nos mesmos.
■ Meios Transparentes 🡪 Permitem que a luz se
propague neles também que as imagens ou objetos
possam ser vistos nitidamente.
■ Meios Translúcidos🡪 Permitem que a luz se propague
neles mas as imagens não podem ser vistos com
nitidez.
■ Meios Opacos🡪 Não permitem a propagação da luz.
FENÔMENOS ÓPTICOS
■ Quando um feixe de luz atinge uma
superfície de separação entre 2 meios
pode ocorrer uma série de fenômenos. Na
óptica geométrica os 3 principais são:
■ Reflexão 🡪 É o fenômeno no qual o feixe de luz
atinge a superfície de separação entre 2 meios e
retorna ao meio onde já se encontrava propagando.
Pode ser de 2 tipos:
■ Regular: Normalmente ocorre em superfícies lisas
e polidas.
■ Difusa: Ocorre em superfícies rugosas
■ OBS: A quase totalidade dos objetos que
enxergamos em nosso dia-a-dia refletem a luz de
forma difusa.
■ Refração 🡪 É o fenômeno no qual um feixe de luz se
propagando em um meio atinge uma superfície de
separação e passa a se propagar em outro meio.
Também pode se dar de forma regular ou difusa.
■ Absorção 🡪 Neste fenômeno parte da energia do
feixe de luz é absorvida pela superfície de separação
entre 2 meios.
A DISPERSÃO DA LUZ
■ Um feixe de luz pode ser monocromático
(quando possui apenas uma cor associada
a ele – ou um comprimento de onda
específico para aquela cor) ou
policromático (quando possui várias cores
– ou comprimentos de onda – em sua
composição).
■ A luz do sol, por exemplo, é policromática e possui
uma infinidade de cores em sua composição, as
quais podem ser divididas em 7 cores principais.
■ As cores de todos os objetos que podemos
visualizar são o resultado da reflexão de uma parte
da luz policromática que neles incide.
PRINCÍPIOS DA ÓPTICA
GEOMÉTRICA
■ Princípio da Propagação Retilínea da Luz.
■ Nos meios homogêneos, isotrópicos e transparentes, a
luz se propaga em linha reta.
■ Princípio da Reversibilidade dos Raios Luminosos.
■ A forma da trajetória de um raio de luz não depende do
sentido de sua propagação.
■ Princípio da Independência dos Raios Luminosos.
■ Quando 2 ou mais feixes luminosos se interceptam em
sua trajetória eles não modificam suas características
após a interferência.
CONSEQUÊNCIAS DOS PRINCÍPIOS
DA ÓPTICA GEOMÉTRICA
■ Sombra e Penumbra.
■ Fontes puntiformes ou pontuais podem
produzir apenas sombra.
■ Fontes extensas produzem sombra e
penumbra.
■ Eclipses
■ Eclipses
■ Formação de Imagens no Interior de Câmaras
Escuras.
Relação Geométrica
■ Determinação da Altura de Objetos por
Semelhança de Triângulos.
Solução
TEORIA DE FORMAÇÃO DE
IMAGENS
■ Classificações de pontos objeto e pontos imagem.
ESPELHOS PLANOS
■ Nos espelhos planos as imagens se formam por
reflexão regular. Vamos estudar agora como as
imagens se formam e algumas de suas
propriedades.
■ Vamos adotar a seguinte nomenclatura:
I 🡪 Raio incidente no espelho;
N 🡪 Reta normal à superfície do espelho no ponto
onde o raio de luz o atinge;
R 🡪 Raio refletido associado ao raio incidente.
■ As Leis da Reflexão Regular:
■ 1a – O raio incidente, a normal e o raio refletido são
co-planares.
■ 2a – O ângulo formado entre o raio incidente e a normal
(i) é igual ao ângulo formado entre o raio refletido e a
normal (r).
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CONSTRUÇÃO DAS IMAGENS
■ Para que um observador consiga ver a
imagem refletida pelo espelho é preciso
que raios provenientes do objeto sejam
refletidos pelo espelho e alcancem seu
olho. Isto pode acontecer para diferentes
posições do observador.
■ A imagem pode ser localizada, conforme vimos, aplicando as
leis da reflexão. Precisamos de apenas 2 raios luminosos para
obtê-la.
CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO
Podemos determinar o campo visual de um espelho plano
(a região do espaço que pode ser vista por reflexão)
usando um procedimento simples.
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•
Exercício
•
Exercício
• TRANSLAÇÃO DE UM ESPELHO
PLANO
Quando um espelho plano se desloca uma distância d do observador
sua imagem desloca-se uma distância D = 2d. Vejamos.
• ROTAÇÃO DE UM ESPELHO
PLANO
Quando um espelho plano gira de um ângulo α , qualquer raio
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  • 1. ÓPTICA GEOMÉTRICA É a parte da Física que estuda os fenômenos relacionados com a luz e sua interação com meios materiais quando as dimensões destes meios é muito maior que o comprimento de onda da luz.
  • 2. LUZ ■ Forma de energia radiante que se propaga por meio de ondas eletromagnéticas. A velocidade da luz no vácuo é de cerca de 300.000 km/s.
  • 3. FONTES DE LUZ ■ As fontes de luz ou luminosas podem ser de 2 tipos: ■ Primárias 🡪 São aquelas que produzem a própria luz que emitem.
  • 4. ■ Secundárias 🡪 São aquelas que emitem a luz refletida de outras fontes.
  • 5. RAIOS DE LUZ ■ São segmentos de reta orientados que representam o sentido de propagação da luz e auxiliam na construção de imagens em diversos sistemas ópticos.
  • 6. FEIXE DE LUZ ■ É um conjunto de raios de luz. Pode ser de 3 tipos: ■ Convergentes
  • 9. INTERAÇÃO DA LUZ COM MEIOS MATERIAIS ■ Podemos classificar os meios materiais de acordo com a forma com que a luz se propaga (ou não) nos mesmos.
  • 10. ■ Meios Transparentes 🡪 Permitem que a luz se propague neles também que as imagens ou objetos possam ser vistos nitidamente.
  • 11. ■ Meios Translúcidos🡪 Permitem que a luz se propague neles mas as imagens não podem ser vistos com nitidez.
  • 12. ■ Meios Opacos🡪 Não permitem a propagação da luz.
  • 13. FENÔMENOS ÓPTICOS ■ Quando um feixe de luz atinge uma superfície de separação entre 2 meios pode ocorrer uma série de fenômenos. Na óptica geométrica os 3 principais são:
  • 14. ■ Reflexão 🡪 É o fenômeno no qual o feixe de luz atinge a superfície de separação entre 2 meios e retorna ao meio onde já se encontrava propagando. Pode ser de 2 tipos: ■ Regular: Normalmente ocorre em superfícies lisas e polidas.
  • 15. ■ Difusa: Ocorre em superfícies rugosas ■ OBS: A quase totalidade dos objetos que enxergamos em nosso dia-a-dia refletem a luz de forma difusa.
  • 16. ■ Refração 🡪 É o fenômeno no qual um feixe de luz se propagando em um meio atinge uma superfície de separação e passa a se propagar em outro meio. Também pode se dar de forma regular ou difusa.
  • 17. ■ Absorção 🡪 Neste fenômeno parte da energia do feixe de luz é absorvida pela superfície de separação entre 2 meios.
  • 18. A DISPERSÃO DA LUZ ■ Um feixe de luz pode ser monocromático (quando possui apenas uma cor associada a ele – ou um comprimento de onda específico para aquela cor) ou policromático (quando possui várias cores – ou comprimentos de onda – em sua composição).
  • 19. ■ A luz do sol, por exemplo, é policromática e possui uma infinidade de cores em sua composição, as quais podem ser divididas em 7 cores principais.
  • 20. ■ As cores de todos os objetos que podemos visualizar são o resultado da reflexão de uma parte da luz policromática que neles incide.
  • 21. PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA ■ Princípio da Propagação Retilínea da Luz. ■ Nos meios homogêneos, isotrópicos e transparentes, a luz se propaga em linha reta.
  • 22. ■ Princípio da Reversibilidade dos Raios Luminosos. ■ A forma da trajetória de um raio de luz não depende do sentido de sua propagação.
  • 23. ■ Princípio da Independência dos Raios Luminosos. ■ Quando 2 ou mais feixes luminosos se interceptam em sua trajetória eles não modificam suas características após a interferência.
  • 24. CONSEQUÊNCIAS DOS PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA ■ Sombra e Penumbra. ■ Fontes puntiformes ou pontuais podem produzir apenas sombra.
  • 25. ■ Fontes extensas produzem sombra e penumbra.
  • 28. ■ Formação de Imagens no Interior de Câmaras Escuras.
  • 30. ■ Determinação da Altura de Objetos por Semelhança de Triângulos.
  • 32. TEORIA DE FORMAÇÃO DE IMAGENS ■ Classificações de pontos objeto e pontos imagem.
  • 33.
  • 34.
  • 35. ESPELHOS PLANOS ■ Nos espelhos planos as imagens se formam por reflexão regular. Vamos estudar agora como as imagens se formam e algumas de suas propriedades.
  • 36. ■ Vamos adotar a seguinte nomenclatura: I 🡪 Raio incidente no espelho; N 🡪 Reta normal à superfície do espelho no ponto onde o raio de luz o atinge; R 🡪 Raio refletido associado ao raio incidente.
  • 37. ■ As Leis da Reflexão Regular: ■ 1a – O raio incidente, a normal e o raio refletido são co-planares.
  • 38. ■ 2a – O ângulo formado entre o raio incidente e a normal (i) é igual ao ângulo formado entre o raio refletido e a normal (r).
  • 40. CONSTRUÇÃO DAS IMAGENS ■ Para que um observador consiga ver a imagem refletida pelo espelho é preciso que raios provenientes do objeto sejam refletidos pelo espelho e alcancem seu olho. Isto pode acontecer para diferentes posições do observador.
  • 41.
  • 42. ■ A imagem pode ser localizada, conforme vimos, aplicando as leis da reflexão. Precisamos de apenas 2 raios luminosos para obtê-la.
  • 43. CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO Podemos determinar o campo visual de um espelho plano (a região do espaço que pode ser vista por reflexão) usando um procedimento simples.
  • 44.
  • 47.
  • 49.
  • 50. • TRANSLAÇÃO DE UM ESPELHO PLANO Quando um espelho plano se desloca uma distância d do observador sua imagem desloca-se uma distância D = 2d. Vejamos.
  • 51. • ROTAÇÃO DE UM ESPELHO PLANO Quando um espelho plano gira de um ângulo α , qualquer raio incidindo sobre o mesmo sofre uma rotação de um ângulo β = 2 α.
  • 52. • ASSOCIAÇÃO DE ESPELHOS PLANOS Quando dois espelhos planos são associados formando um ângulo α entre eles haverá a formação de n imagens, onde n obedece à seguinte relação:
  • 54. FIM