Este documento introduz os principais conceitos da óptica, incluindo a natureza da luz, as teorias corpuscular e ondulatória, a velocidade da luz, fontes de luz, propagação da luz, meios físicos e fenômenos ópticos como reflexão, refração, absorção e dispersão.

1. ÓPTICA
Introdução a óptica

2. Introdução
□ Óptica é a parte da Física que estuda a luz e os fenômenos
luminosos.
□ Do grego OPTIKÉ,visão, estudo dos fenômenos luminosos. A
óptica se divide em:
□ Óptica geométrica: Estuda os fenômenos luminosos baseados em leis
empíricas(experimentais), que são explicadossemque haja
necessidadede seconhecera natureza física da luz.Aóptica
geométrica usa como ferramenta de estudo a geometria
□ Óptica física: Estuda a compreensão da natureza física da luz e
fenômenos como interferência, polarização, difração, dispersão
entre outros.

3. A natureza da luz
□ Na Antiguidade alguns filósofos gregos
acreditavam quea luzera formada por pequenas
partículas, asquaisse propagavamem linha reta e
com alta velocidade.
□ Leonardoda Vincipercebeu a
semelhança entre a reflexão da
luz e o fenômeno do eco e
levantou a hipótese de que a luz
era ummovimento ondulatório.

4. A natureza da luz
□ Na busca pela definição sobre a natureza da luz
surgiram, no século XVII, duascorrentesde
pensamento científico:
□ A teoria corpuscular da luz, queera defendida por
Newton;
□ O modelo ondulatório da luz, que era defendido por
Christian Huyghens.

5. A teoria corpouscular da luz
□ Newton tentou justificar sua teoria afirmando que a
luz se comportava como pequenas esferas, as
quais colidiam elasticamente com uma superfície
lisa, sendo refletida de modo que o ângulo de
incidência fosse igual ao ângulo de refração.
□ Assim, segundo o fenômeno da reflexão, Newton
considerava a luz como sendo constituída por um
conjunto de partículasque se refletem
elasticamente sobre uma superfície.

6. O modelo ondulatório da luz
□ O modeloproposto e defendido por Huyghens
dizia quea luz era uma onda e ela explicava de
forma significativa a reflexão e a refração da luz.
□ Como sabemos, qualquer onda se reflete e refrata
de acordo comasleisda reflexão e da refração
dosfeixes luminosos.
□ Observações sobre essesfenômenos levaram os
cientistasa favorecer o modelo ondulatório
proposto por Huyghens, pois a teoria de Newton
não se verificava na prática.

7. Velocidade da luz
□ Apesar de ser muito rápida a luz tem uma
velocidade finita.
□ Se propaga em meios materiais e no vácuo.
□ A velocidade de propagação no vácuo é de cerca
de 300 000 km/s ou 3 . 108 m/s.
□ Na Física a velocidade da luz é simbolizada pela
letra c e vale exatos299 792,458 km/s.

8. Ano-luz
□ Pelofato de sermuitorápida, a luzé utilizada
para medir grandes distâncias determinando o
espaço percorrido por ela em certo tempo.
□ Defini-se anos-luz como uma unidade de medida
de comprimento, usada principalmente na medição
de distâncias astronômicas.
□ 1 ano-luz corresponde à distância percorrida pela
luz no vácuo, em um ano.

9. Fontesde luz
□ Fontesprimáriasou corposluminosos
□ São representadospeloscorposque emitem luz
própria.
□ Emgeral ocorremreaçõesemcada umdesses
elementos que transformam umtipo de energia em
energia luminosa.

10. Fontesde luz
□ Fontessecundáriasou corposiluminados
□ São oscorposque recebema luz de outrasfontese
enviamde volta uma fração dessa luz.
□ Não emitem luz própria.

11. Fontesde luz
□ Fontespontuais(ou puntiformes)
□ R
ecebemessa denominação as
fontesde luz que apresentam
dimensões desprezíveis em
relação às distâncias que as
separamdo outroscorpos.
□ Nesse caso, consideramosque
todososraiosde luz são emitidos
de um único ponto.

12. Fontesde luz
□ Fontesextensas
□ Quando asdimensões da fonte de luz são relevantes
emcomparação comasdistânciasentre oscorpos,
dizemosque se trata de uma fonte extensa de luz.
□ Nesse caso, consideramos que os raios luminosos são
provenientes de toda a extensão do corpo.

13. Propagação da luz
□ R
aio de luz
□ Denominadosraio de luz a linha reta orientada que
representa, geometricamente, a propagação da luz.
□ F
eixe ou pincel de luz
□ Éumconjunto de raios de luz que se propaga pelo
espaço.

14. Propagação da luz
□ F
eixe cilindro ou paralelo
□ Érepresentado por raiosde luz paralelos.
□ Osraios solares,ao atingirem a superfície terrestre,
podem ser considerados como umfeixe paralelo.

15. Propagação da luz
□ F
eixe cônico divergente
□ Osraiosde luz que o compõempartem, ou
parecem partir, de umponto.
□ A iluminação feita por uma lanterna é umexemplo de
umfeixe divergente.

16. Propagação da luz
□ F
eixe cônico convergente
□ No caso do feixe convergente, todososraiosde luz do
feixe se propagamemdireção a umponto.
□ Isso ocorre, por exemplo, comumfeixe de luz que
atravessa uma lente de aumento.

17. MeiosFísicos
□ Ao atravessar oscorpos, a luz se comporta
de diferentesmaneiras. De acordo com esse
comportamento, podemos classificar os meios.
□ Transparente; □ Heterogêneo;
□ Translúcido;
□ Opaco;
□ Homogêneo;
□ Isótropo;
□ Anisótropo;
□ Ordinário

18. MeiosFísicos
□ Transparente
□ Éummeio que permite a passagem da luz sem que haja
muita perda de energia.
□ O vácuo é ummeiotransparente,embora outrosmeios,
como a água, o ar e o vidro polido, por exemplo, possam
ser considerados meios transparentes, quando em
espessuras relativamente pequenas.
□ E
mgeral, objetos colocados atrás desses meios podem ser
visto com nitidez.

19. MeiosFísicos

20. MeiosFísicos
□ Translúcido
□ Éummeio que permite a passagemda luz commuita
uma perda de energia, ouseja,osraios de luztem
dificuldade ematravessá-lo.
□ Fontesde luz que se encontremapósesse meio não
podem ser vistas com nitidez.
□ Podemoscitar as nuvens, o papel vegetal, o vidro
fosco e alguns plásticos como exemplos.

21. MeiosFísicos

22. MeiosFísicos
□ Opaco
□ São meios que não permitem a passagem da luz.
□ São exemplos a madeira, as superfícies metálicas, a
terra, o petróleo e a maior parte das rochas.

23. MeiosFísicos

24. MeiosFísicos
□ Homogêneo
□ Emqualquer parcela de seuvolume,suas
propriedades são as mesmas. O ar emcamadas
estreitas possuia mesmadensidade e asmesmas
moléculas;
□ Heterogêneo
□ Emqualquer parcela de seu volume, suas
propriedades não são as mesmas. T
emosa atmosfera
como umtodo, emque a densidade diminui coma
altitude;

25. MeiosFísicos
□ Isótropo
□ Suaspropriedades não dependem da direção
considerada. A velocidade da luz é a mesma
em qualquer direção;
□ Anisótropo
□ Suas propriedades dependem da direção
considerada. A velocidade da luz não é a mesma
emqualquer direção;
□ Ordinário
□ Éummeio homogêneo, transparente e isótropo.

26. Fenômenosópticos
□ Quando umfeixe de luz se propaga em
determinado meio e atinge uma superfície de
separação com outro meio, ocorremos seguintes
fenômenos: reflexão, refração, absorção e
dispersão.
□ Quando estudamosumdos fenômenos,
consideramosque ele ocorre isoladamente, masde
fato os três estão sempre presentes na interação
entre a luz e umcorpo (ou meio).

27. Fenômenosópticos
A – R
eflexão da luz
□ A reflexão ocorre quando
umfeixe de luz incide sobre
uma superfície e retorna ao
meio de origem, onde se
propagava anteriormente.
□ No caso da reflexão da luz,
vamosdestacar duas
situações: a reflexão regular
e a reflexão difusa da luz.

28. Fenômenosópticos
□ R
eflexão regular
□ Acontece quando umfeixe de luz atinge uma superfície
polida e érefletido de forma regular, istoé, casoa
incidência seja de umfeixe comraios paralelo, o
feixe refletido também será paralelo.

29. Fenômenosópticos
□ R
eflexão difusa
□ Ocorre quando umfeixe de luz incide numa superfície
e volta de forma irregular, ouseja,propaga-se em
todas as direções.

30. Fenômenosópticos
□ A cor de umcorpo
□ P
or que conseguimosver umobjeto?
□ P
or que esse objeto é visto de determinada cor?
□ A reflexão difusa da luz permite entender por que,
aosnossosolhos,oscorpos apresentam cores
diferentes.
□ P
odemosdizer que a cor de umcorpo, vista pelo olho
humano, é determinada pela luz difundida por ele
quando iluminado.

31. Fenômenosópticos
□ A cor de umcorpo
□ A luz branca do Sol apresenta umespectro de cores
determinadaspor uma freqüência da luz bem
definida.

32. Fenômenosópticos
□ A cor de umcorpo
□ Os comprimentos de onda visíveis se encontram entre
380 e 750 nanômetros, ou as frequências entre 4,3 .
1014 Hz a 7,5 . 1014 Hz.
□ Ondasmaiscurtas(oucom maiores frequências)
abrigam o ultravioleta, os raios-X e osraios gama.
□ Ondas mais longas (com menores frequências) contêm
o infravermelho, o calor, as microondas e as ondas de
rádio e televisão.

33. Fenômenosópticos
□ A cor de umcorpo
□ Umobjeto vermelho, ao ser iluminado pela luz branca,
reflete (difunde) apenas a cor vermelha, causando a
impressão de umvermelho.

34. Fenômenosópticos
□ A cor de umcorpo
□ Umobjeto branco, ao ser iluminado pela luz branca,
reflete (difunde) todas as cores, causando a impressão
de umcorpo branco.

35. Fenômenosópticos
□ A cor de umcorpo
□ Umobjeto preto, ao ser iluminado, absorve todas as
cores, causando a impressão de umcorpo preto.

36. Fenômenosópticos
B– R
efração da luz
□ Arefração da luzocorre quando a luzincidenuma
superfície quesepara doismeiostransparentese,
atravessando-a, propaga-se no outro meio. Quando isso
acontece, a luz pode sofrer mudança na direção de sua
trajetória.

37. Fenômenosópticos
C– Absorção da luz
□ O fenômeno da absorção consiste na transformação de
energia luminosa em energia térmica, principalmente.
□ Nesse caso, consideramos que a maior parte da radiação
incidente é retida no corpo.

38. Fenômenosópticos
D– Dispersão da luz
□ O espectro de coresformado ocorre por causa da
dispersão luminosa.
□ Cada “luz” que o compões, luz monocromática, possui
determinada características física, a freqüência.
□ O fenômeno da dispersão é umdesdobramento da
refração, quando a radiação interage com o novo meio
de propagação.