Aula
Aula 08
08 de
de Física
Física
Óti
Óti
Ótica
Ótica
(Luz,
(Luz, Refração
Refração e
e Difração
Difração))
O
O que
que é Luz?
é Luz?
Os antigos pitagóricos acreditavam que a visão se devia exclusivamente a algo que saía dos nossos olhos, ou seja, a luz estava em nós.
Aluznão é onda, nem partícula. Ela se constitui de
fótons, partículas cujo comportamento tem natureza
ondulatória. Grande parte dos fenômenos luminosos podem ser estudados admitindo-se que a luz seja uma propagação ondulatória.
O
O que
que é Luz?
é Luz?
A origem da luz é semelhante à origem do som. Em-quanto o som é produzido a partir de oscilações mecâ-nicas, a luz se origina de oscilações eletromagnéticas ou da oscilação de cargas elétricas.
Assim como nossos ouvidos só conseguem detectar uma pequena faixa do espectro das ondas sonoras, o que nossos olhos detectam como luz, é apenas uma estreita faixa do espectro das ondas eletromagnéticas.
O
O que
que é Luz?
é Luz?
Comprimento
Comprimento de
de Onda
Onda
Fontes
Fontes de Luz
de Luz
Nosso sol é uma fonte primária de luz. Ao longo do dia ele produz luz, calor por radiação e muitas partí-culas que atingem a terra.
À noite usamos a luz elétrica, uma fonte artificial, como nossa principal fonte de luz.
Meios
Meios Óticos
Óticos
Meio óticoé qualquer meio através do qual a
ener-gia luminosa possa passar parcialmente ou totalmente.
Meio transparenteé aquele que permite que a
ener-gia luminosa passe através dele quase completamente. Portanto, todos os objetos podem ser vistos clara-mente através de meios transparentes, tais como água e vidro claro.
Meios
Meios Óticos
Óticos
Meio translúcidoé aquele que permite que a
ener-gia luminosa passe através dele parcialmente (mas não completamente). Os objetos são visíveis, mas não podem ser vistos claramente através de meios translúcidos tais como vidro jateado e lenço de papel.
Corpo opacoé aquele que não permite que a energia
luminosa o atravesse. Objetos não podem ser vistos via corpos opacos.
Penumbra e Umbra
Penumbra e Umbra
Sombraé a região escura formada atrás de um corpo
opaco quando este está posicionado no caminho da luz.
Ela consiste de duas regiões, chamadas umbra e penumbra.Umbraé a região de escuridão total onde a
luz não consegue alcançar.Penumbraé a região de es-curidão parcial situada ao redor da umbra.
Penumbra e Umbra
Penumbra e Umbra
Eclipses
Eclipses
Eclipseé a sombra projetada por corpos celestes uns sobre os outros.
Eclipse Solarocorre quando a lua está entre o Sol e
a Terra, ocorrendo de dia. Vista de algumas partes da Terra, a lua cobre o sol parcialmente (Penumbra) ou totalmente (Umbra).
Eclipses
Eclipses
Isto bloqueia a luz e causa um breve período de escuridão chamado eclipse solar (parcial ou total).
Quando a lua fica precisa-mente alinhada entre o sol e a mente alinhada entre o sol e a Terra, ela cobre o centro do sol perfeitamente.
Somente um anel de luz so-lar aparece ao redor da sombra da lua. Este tipo de eclipse é chamado deeclipse anular.
Eclipses
Eclipses
Eclipses
Eclipses
Eclipse Lunarocorre quando a Terra está entre o
sol e a lua. Quando isto ocorre, a Terra bloqueia a luz do sol e projeta sua sombra sobre a superfície da lua.
O eclipse lunar ocorre sempre a noite e com maior freqüência, durando por mais tempo do que um eclipse solar
solar.
Pricípios
Pricípios Luminosos
Luminosos
1.Princípio da Propagação Retilínea da Luz:
A luz se propaga sempre em linha reta nos meios ho-mogêneos, como o vácuo, através de feixes paralelos. 2.Princípio da Independência dos Raios:
Os raios luminosos são independentes. O que ocorre a um feixe de luz, pode não ocorrer nos feixes vizinhos. 3.Princípio da Reversibilidade da Luz:
Se a trajetória da luz for percorrida em um certo sentido, o sentido oposto é também possível para a pro-pagação de luz.
Exercícios
Exercícios de
de Ótica
Ótica Geométrica
Geométrica
1. Um muro de 2 m de altura produz uma sombra de 60 cm. No mesmo instante, um prédio ao lado produz uma sombra de 15 m. Qual a altura do prédio?
2. Uma fonte puntiforme ilumina um disco metálico de raio 10 cm. A fonte e o centro do disco estão alinhadas perpendicularmente a uma parede. Sabendo que a
dis-p dis-p p q
tância entre da fonte ao disco é de 20 cm e do disco à parede é de 50 cm, determine o raio da sombra do disco na parede.
3. Admita que o sol subitamente implodisse, ou seja, sua luz deixasse de ser emitida. Sabendo que a velocidade da luz é 83.000 m/ s e que a distância da Terra ao Sol é de aproximadamente 150.000.000 km, em quantos dias ire-mos descobrir o que aconteceu?
4. Num dia sem nuvens, ao meio-dia, a sombra projeta no chão por uma esfera de 1 m de diâmetro é bem nítida se ela estiver a 40 cm do chão, com um raio de 20 cm. Entretanto, se a esfera estiver a 60 cm do chão, sua sombra é menos nítida e com um raio de
a) 15 cm b) 10 cm c) 5 cm d) 5 d) 2,5 cm e) 0 cm
6. Dois raios de luz, que se propagam num meio homogêneo e transparente, se interceptam num certo ponto. A partir deste ponto, pode-se afirmar que:
a) os raios luminosos se cancelam. b) mudam a direção de propagação.
c) continuam se propagando na mesma direção e sentido que antes.
d) se propagam em trajetórias curvas. d) se propagam em trajetórias curvas. e) retornam em sentido opostos.
7. Admita que o sol subitamente “desaparecesse“ um dia aos olhos humanos. Na primeira noite após este evento, um eventual sobrevivente, olhando para o céu, sem nuvens, veria o que?
8. O desenho abaixo representa uma imagem invertida produzida por uma câmara escura e sua relação:
A câmara acima fornece a imagem de um homem, se apresentando com altura de 5 cm. Se a distância entre a câmara e o homem aumenta em 10 m, a imagem reduz para 4 cm. Qual a distância inicial entre ambos?
p ´ p o
i =
Cores
Cores
A luz do sol ou das lâmpadas é composta por dife-rentes radiações, todas misturadas compondo o que chamamos de luz branca. Quando fazemos um feixe de tal luz passar por um prisma, observamos a decompo-sição daquela, formando um espectro eletromagnético.
Cores
Cores
Reflexão
Reflexão das Cores
das Cores
A cor de um corpo depende basicamente da luz que ele reflete difusamente.
Quando a luz branca incide em uma superfície branca, ela refletirá todas as cores. Um observador verá o corpo como observador verá o corpo como branco.
Se o corpo for negro, como mostramos na figura, ao rece-ber luz branca, ele absorverá e não teremos a reflexão de nenhuma cor. Este é o exemplo do corpo negro.
Reflexão
Reflexão das Cores
das Cores
Gerando
Gerando Cores
Cores Secundárias
Secundárias
Não é necessário usar todas as cores visíveis para obter o branco. Basta usar três cores, ditas primárias: o vermelho, o verde e o azul (RGB).
Somando as cores Subtraido as cores
Cores
Cores na
na TV
TV
O que são Pixels?
Cores
Cores na
na TV
TV
O que são Pixels?
Exercícios
Exercícios
9. Um feixe luminoso, partindo de fonte uniforme, incide sobre um disco de 10cm de diâmetro. Sabendo-se que a distância da muro e que os planos da fonte, do disco e do muro são paralelos, pode-se afirmar que o raio da sombra projetada sobre o muro é de:
a) 20cm b) 25 cm c) 30cm d) 40cm e) 15cm U l é il i d f d l A 10. Uma sala é iluminada por uma fonte de luz. A sombra de um objeto projetada na parede apresenta uma região de penumbra. Essa observação permite concluir que a fonte de luz:
a) tem dimensões maiores que as do objeto. b) tem dimensões menores que as do objeto. c) não é elétrica.
d) não é monocromática. e) não é pontual.
11. Um disco fino e opaco é iluminado por duas fontes pontuais, F e F', simetricamente dispostas em relação ao eixo de rotação do disco. Do outro lado do disco, e paralelamente a ele, coloca-se um anteparo plano e opaco na posição mostrada na figura.
Em qual das opções a seguir é mais bem representada a figura que efetivamente se observa sobre o anteparo?
12. Um observador nota que um edifício projeta no solo uma sombra de 30m de comprimento, no instante em que um muro de 1,5m de altura projeta uma sombra de 50cm, como mostra a figura.
13. Um grupo de escoteiros deseja construir um acam-pamento em tor no de uma árvore. Por segurança, eles devem colocar as barracas a uma distância tal da árvore que, se esta cair, não venha a atingi-los.
Aproveitando o dia ensolarado, eles mediram, ao mesmo tempo, os comprimentos das sombras da árvore e de um deles, que tem 1,5m de altura; os valores encontrados foram 6,0m e 1,8m, respectivamente. A distância mínima da cada barraca à arvore deve ser de:
) 6 0 a) 6,0m b) 5,0m c) 4,0m d) 3,0m
14. Um homem de 2,0m de altura coloca-se a 0,5m de uma câmara escura de orifício de comprimento 30cm. O tamanho da imagem formada no interior da câmara é: a) 0,8m
b) 1,0m c) 1,2m d) 1,4m
15. (ITA) A relação entre os tamanhos das imagens de 15. (ITA) A relação entre os tamanhos das imagens de um indivíduo de 1,80m de altura, formadas numa câmara escura, quando o indivíduo se encontra, respec-tivamente, às distâncias de 24m e 36m, será:
a) 1,5 b) 2/ 3 c) 1/ 3 d) 1/ 25 e) 2,25
Gabarito
Gabarito
1) 50 m 2) 35 cm 3) 20,83 dias 4) C 5) 144 m
11) A 12) 90 m 13) B 14) C 15) A 5) 144 m
6) C
7) Somente as estrelas. 8) 40 m
9) A 10) E
