ÓPTICA FÍSICA: FÍSICA: Estuda os fenômenos luminosos cuja explicação depende das teorias...
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ÓPTICAÓPTICAFÍSICA:FÍSICA: Estuda os fenômenos luminosos cuja explicação depende das teorias relativas á natureza da luz (onda ou partícula).
GEOMÉTRICAGEOMÉTRICA: Estuda os fenômenos luminoso sem considerar a natureza da luz.
Professor André
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LuzLuz
• Se propaga no vácuo e em certos meios materiais;
• Frequência que sensibiliza o olho humano;
• Dualidade onda-partícula.
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PrimáriaPrimária: são os corpos que emitem luz própria. Existem dois tipos: IncandescentesIncandescentes (sol e lâmpada de filamento) e LuminescentesLuminescentes (lâmpadas a gás, interruptor de tomada).
Secundária:Secundária: são os corpos que refletem a luz que recebem de outros corpos.
Fontes de luzFontes de luz
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Corpos opacosCorpos opacos: corpos que impedem a passagem da luz.Corpos transparentesCorpos transparentes: corpos que se deixam atravessar totalmente pela luz.Corpos translúcidosCorpos translúcidos: corpos que se deixam atravessar parcialmente pela luz.
Conceitos BásicosConceitos Básicos
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LUZ MONOCROMÁTICALUZ MONOCROMÁTICA:: constituída por uma única cor.
LUZ POLICROMÁTICALUZ POLICROMÁTICA:: constituída por duas ou mais luzes monocromáticas; formada pela superposição de todas as cores.
Conceitos BásicosConceitos Básicos
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RAIO DE LUZRAIO DE LUZ:: é uma linha orientada que representa a direção e o sentido de propagação da luz.
FEIXE DE LUZFEIXE DE LUZ:: é um conjunto de raios de luz que representa a região do espaço no qual a luz está se propagando.
Conceitos BásicosConceitos Básicos
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PRINCÍPIO DA INDEPENDÊNCIA PRINCÍPIO DA INDEPENDÊNCIA DOS RAIOS LUMINOSOSDOS RAIOS LUMINOSOS
Dois raios de luz, ao se cruzarem, seguem independentemente, cada um, a sua trajetória.
PROPAGAÇÃO RETILÍNEA DOS PROPAGAÇÃO RETILÍNEA DOS RAIOS LUMINOSOSRAIOS LUMINOSOSTodo raio de luz percorre trajetórias retilíneas em meios transparentes e homogêneostransparentes e homogêneos.
Princípios da Óptica GeométricaPrincípios da Óptica Geométrica
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PRINCÍPIO DA REVERSIBILIDADE DOS RAIOS LUMINOSOSPRINCÍPIO DA REVERSIBILIDADE DOS RAIOS LUMINOSOS
A trajetória seguida pelo raio de luz, num sentido, é a mesma quando o raio troca o sentido de percurso.
Quando o motorista vê um passageiro, pelo espelho retrovisor, este por sua vez, olhando para o espelho, visualiza o motorista, pois a trajetória de um raio luminoso não se modifica quando se inverte o sentido de sua propagação.
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Penumbra e sombraPenumbra e sombra
SOMBRA:SOMBRA: região ou regiões que não são iluminadas pela fonte de luz.
PENUMBRA:PENUMBRA: região ou regiões que são parcialmente iluminadas pela fonte de luz.
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P P’
N
M
O
M´
N´
MN = o => tamanho do objeto
M’N’ = i => tamanho da imagem
P => distância do objeto ao orifício
P’ => distância da imagem ao orifício
Câmara EscuraCâmara Escura
Está diretamente associada ao princípio da propagação retilínea da luz.
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EclipseEclipse
Um eclipse é um evento astronômico que acontece quando um objeto celeste se move para a sombrasombra de outro.
Eclipse solar Eclipse lunar
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Reflexão da LuzReflexão da LuzÉ o fenômeno que consiste no fato da luz voltar a se voltar a se propagar no meio de origempropagar no meio de origem, após incidir na superfície de separação deste com outro.
S
RI N
i
RR
r
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Leis da reflexãoLeis da reflexão
1ª lei da reflexão1ª lei da reflexão: O raio de luz incidente, o raio de luz refletido e a reta normal à superfície que passa pelo ponto de incidência da luz são coplanares.
2ª lei da reflexão2ª lei da reflexão: O ângulo de incidência e o ângulo de reflexão, com a normal, possuem a mesma medida.
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TIPOS DE REFLEXÃOTIPOS DE REFLEXÃO
EspecularEspecular DifusaDifusa
É graças a reflexão difusareflexão difusa da luz que vemos os objetosvemos os objetos e podemos ler o que está escrito na tela nos mais diversos ângulos, ler um livro, enxergar as coisas ao nosso redor, etc
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Espelho PlanoEspelho PlanoQualquer superfície plana e perfeitamente polida que reflete especularmente a luz é considerada um espelho plano.
Formação de ImagensFormação de Imagens
P
r = i
d d
i
Ponto MaterialPonto Material
d d
P P’
Podemos simplificar essa Podemos simplificar essa construção da seguinte forma:construção da seguinte forma:
Ponto imagem
Ponto objeto
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Corpo ExtensoCorpo Extenso
Formação de ImagensFormação de Imagens
A A’
B B’
C C’
Características da ImagemCaracterísticas da Imagem
NaturezaNatureza: : VIRTUAL VIRTUAL
PosiçãoPosição: : SIMÉTRICASIMÉTRICA
FormaForma: MESMA FORMA E : MESMA FORMA E TAMANHO DO OBJETO.TAMANHO DO OBJETO.
OrientaçãoOrientação: DIREITA: DIREITA
EnantiomorfasEnantiomorfas: O objeto e a : O objeto e a imagem tem a mesma forma e imagem tem a mesma forma e tamanho mas não se encaixam por tamanho mas não se encaixam por simples sobreposição.simples sobreposição.
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O a
O’
Campo
Visual
Campo visualCampo visual
Um espelhoespelho tem um campo visual restritocampo visual restrito para um dado observador. O campo visual é a região do espaço dentro do qual todos os objetos nela situados serão vistos. Objetos fora dessa região não são observados.
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Associação de espelhosAssociação de espelhos
360º1N
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Qual o tamanho mínimo do espelho para que a pessoa possa Qual o tamanho mínimo do espelho para que a pessoa possa ver a imagem de corpo inteiro?ver a imagem de corpo inteiro?
dd
xh
ObjetoObjeto
xx
Translação de um Espelho PlanoTranslação de um Espelho Plano
Imagem 1Imagem 1
xx
ObjetoObjeto
xx dd x + dx + d
Imagem 2Imagem 2
DD D = 2dD = 2d
Vi = 2.VEVi = 2.VE
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Corpo branco
A Cor dos ObjetosA Cor dos Objetos
A cor não é uma característica própria do objeto, ela depende da luz que o ilumina.
Corpo negro
Corpo azul Corpo verde
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A Cor dos ObjetosA Cor dos Objetos
Objetos iluminados por luz monocromática.
Luz Luz brancabranca
Luz Luz vermelhavermelha
Luz Luz verdeverde
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Espelhos Esféricos:Espelhos Esféricos:
Cô
nca
voC
ôn
cavo
Co
nve
xoC
on
vexo
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ESPELHOS ESFÉRICOSESPELHOS ESFÉRICOS
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FF VV
ELEMENTOS DE UM ESPELHO ESFÉRICOELEMENTOS DE UM ESPELHO ESFÉRICO
R
Foco VérticeCentro de curvatura
EP
Raio de curvatura
fdistância focal
CC
f = R2
f = R2
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FF VVCC
Raios NotáveisRaios Notáveis Espelhos Côncavos:Espelhos Côncavos:
1ª ) Todo raio de luz que incide paralelamente ao eixo principal reflete-se numa direção que passe pelo FOCO principal..
2ª ) Todo raio de luz que incide numa direção que passa pelo FOCO principal reflete-se paralelamente ao eixo principal.
3ª ) Todo raio de luz que incide sobre o VÉRTICE do espelho reflete-se simetricamente em relação ao eixo principal.
4ª ) Todo raio de luz que incide numa direção que passa pelo CENTRO de curvatura reflete-se sobre si mesmo.
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Raios NotáveisRaios Notáveis Espelhos CônvexoEspelhos Cônvexo
FFVV CC
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CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENSCONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS
EM ESPELHOS CÔNCAVOS
V CF
1º CASO ) Objeto depois do centro
Imagem:real
menorinvertida
Imagem:real
menorinvertida
ObjetoObjeto
Imagem real é o encontro dos raios refletidos. Toda imagem real é invertida
Imagem real é o encontro dos raios refletidos. Toda imagem real é invertida
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V CF
2º CASO ) Objeto sobre o centro de curvatura
Imagem:real
do mesmo tamanhoinvertida
Imagem:real
do mesmo tamanhoinvertida
ObjetoObjeto
CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENSCONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS
EM ESPELHOS CÔNCAVOS
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V CF
Imagem:real
maiorinvertida
Imagem:real
maiorinvertida
ObjetoObjeto
3º CASO ) Objeto entre o foco e o centro
CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENSCONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS
EM ESPELHOS CÔNCAVOS
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4º CASO ) Objeto sobre o foco
Imagem:se forma no
infinitoimprópria
NÃO há formação de imagem
Imagem:se forma no
infinitoimprópria
NÃO há formação de imagem
ObjetoObjeto
Os raios refletidos são paralelos, não se encontram. Logo, não forma imagem
Os raios refletidos são paralelos, não se encontram. Logo, não forma imagem
V C
F
CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENSCONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS
EM ESPELHOS CÔNCAVOS
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V
CF
5º CASO ) Objeto entre o foco e o vértice
Imagem:virtualdireitamaior
Imagem:virtualdireitamaior
ObjetoObjeto
Imagem VIRTUAL é o encontro dos prolongamentos dos raios refletidos.
Imagem VIRTUAL é o encontro dos prolongamentos dos raios refletidos.
CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENSCONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS
EM ESPELHOS CÔNCAVOS
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Imagem:virtualmenordireita
Imagem:virtualmenordireita
ObjetoObjeto
VC F
Imagem VIRTUAL é o encontro dos prolongamentos dos raios refletidos. NÃO é real, pois os raios refletidos não se encontram.
Imagem VIRTUAL é o encontro dos prolongamentos dos raios refletidos. NÃO é real, pois os raios refletidos não se encontram.
CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENSCONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS
EM ESPELHOS CÔNVEXO
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FF VVCC
ObjetoObjeto
ImagemImagem
pp
pp’’
ffRR
oo
ii
R = 2.fR = 2.fR = 2.fR = 2.f
ESTUDO ANALÍTICOESTUDO ANALÍTICO
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EQUAÇÃO DE GAUSS- Equação dos pontos
conjugados -
1 = 1 1 f P P’o
= +
fo = distância focalP’ = distância da imagem ao espelhoP = distância do objeto ao espelho
fo = distância focalP’ = distância da imagem ao espelhoP = distância do objeto ao espelho
ESTUDO ANALÍTICOESTUDO ANALÍTICO
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AUMENTO LINEAR TRANSVERSAL
i = tamanho da imagemo = tamanho do objeto
i = tamanho da imagemo = tamanho do objeto
F(+).......................Espelho CôncavoF(-)...........................Espelho convexoP’ (+) ...................... imagem real P’ (-) ...................... imagem virtual lAl 1 .................... imagem maior lAl 1 .................... imagem mesmo tamanho lAl 1 .................... imagem menor i (+) ....................... imagem direita i (-) ....................... imagem invertida
Sig
nifi
cad
os
A = i – P’ o P= =