Aula Óptica

Luz visível

• A luz que percebemos tem como característica sua freqüência que vai da faixa de 4.1014Hz ( vermelho) até 8.1014 Hz (violeta). Esta faixa é a de maior emissão do Sol, por isso os órgãos visuais de todos os seres vivos estão adaptados a ela, e não podem ver além desta, como por exemplo, a radiação ultravioleta e infravermelha.

Cor e frequênciaCor Comprimento de

onda( )

Frequência( )

Violeta 3900 – 4500 7,69 – 6,65Anil 4500 – 4550 5,65 – 6,59Azul 4550 – 4920 6,59 – 6,10Verde 4920 – 5770 6,10 – 5,20

Amarelo 5770 – 5970 5,20 – 5,03Alaranjado 5970 – 5220 5,03 – 4,82Vermelho 6220 – 7800 4,82 – 3,84

Luz - VelocidadeA velocidade da luz no vácuo, mas que na verdade se aplica a diversos outros fenômenos eletromagnéticos como raios-x, raios gama, ondas de rádio e tv, é caracterizada pela letra c, e tem um valor aproximado de 300 mil quilômetros por segundo, ou seja:

Índice de refração absolutoOnde n é o índice de refração absoluto no meio, sendo uma grandeza adimensional.

Índice de refração relativo entre dois meios

Chama-se índice de refração relativo entre dois meios, a relação entre os índices

de refração absolutos de cada um dos meios, de modo que:

Refringência

Dizemos que um meio é mais refringente que outro quando seu índice de refração émaior que do outro. Ou seja, o etanol é mais refringente que a água.

Leis de Refração1ª Lei da Refração

A 1ª lei da refração diz que o raio incidente(raio 1), o raio refratado (raio 2) e a retanormal ao ponto de incidência (reta tracejada)estão contidos no mesmo plano, que no casodo desenho acima é o plano da tela.

2ª Lei da Refração - Lei de Snell

A 2ª lei da refração é utilizada para calcular odesvio dos raios de luz ao mudarem de meio, eé expressa por:

Formação de imagens através de um dioptro

Na natureza existem substâncias que ao serem atravessadas pelos feixes de luz deixam passar apenas uma parte da onda luminosa. Desse acontecimento ocorre um fenômeno chamado de polarização da luz. A luz natural que antes se propagava em todos os planos, agora passa a se propagar em um único plano.

Polarização da luz

DifraçãoEste fenômeno ocorre quando um feixe de luz coerente, ao atravessar uma fenda muito estreita

(obstáculo) produz num anteparo uma figura constituída de regiões iluminadas e escurecidas.

Isto porque sempre que as dimensões do obstáculo (fenda) forem comparáveis ao

comprimento de onda da luz incidente, e evidencia claramente a natureza ondulatória da luz.

Interferência

Feixe de luz

É um conjunto de infinitos raios de luz; um feixe luminoso pode ser:

•Cônico convergente: os raios de luz convergem para um ponto;

•Cônico divergente: os raios de luz divergem a partir de um ponto;

•Cilíndrico paralelo: os raios de luz são paralelos entre si.

Meios de propagação da luz

Os diferentes meios materiais comportam-se de forma diferente ao serem

atravessados pelos raios de luz, por isso são classificados em:

Meio transparente

É um meio óptico que permite a propagação regular da luz, ou seja, o observador

vê um objeto com nitidez através do meio. Exemplos: ar, vidro comum, papel

celofane, etc...

Meio translúcido

É um meio óptico que permite apenas uma propagação irregular da luz, ou seja, o

observador vê o objeto através do meio, mas sem nitidez.

Meio opaco

É um meio óptico que não permite que a luz se propague, ou seja, não é possivel

ver um objeto através do meio.

Quando os raios de

luz se cruzam, estes

seguem

independentemente,

cada um a sua

trajetória.

Câmara escura de orifício

Tipos de reflexão

Regular Difusa

Reflexão da Luz - FundamentosLeis da reflexão

Os fenômenos em que acontecem reflexão, tanto regular quanto difusa e seletiva, obedecem a duas leis fundamentais que são:

1ª lei da reflexãoO raio de luz refletido e o raio de luz incidente, assim como a reta normal à superfície, pertencem ao mesmo plano, ou seja, são coplanares.

2ª Lei da reflexãoO ângulo de reflexão (r) é sempre igual ao ângulo de incidência (i).

i = r

Formação de Imagens em espelhos planos

objeto imagem

CARACTERÍSTICAS DA IMAGEM

-VIRTUAL (formada pelos prolongamentos dos raios refletidos)

-DIREITA

-Distância objeto-espelho é igual a distância espelho-imagem

- DIMENSÕES DA IMAGEM = OBJETO

-REVERSA (DIREITO/ESQUERDO)

ASSOCIAÇÃO DE ESPELHOS

13600

N

Números de imagens

ROTAÇÃO DE ESPELHOS PLANOS

I

R1

E1

N1

I

R2

E2

N2

.2

TRANSLAÇÃO DE ESPELHOS PLANOS

Espelhos esféricos

A= -𝑝´

𝑝=

𝑖

𝑜

1

𝑓=1

𝑝+1

𝑝´

Um objeto pode ser real ou virtual. No caso dos espelhos, dizemos que o objeto é virtual se ele se encontra “atrás” do espelho. No caso de espelhos esféricos a imagem de um objeto pode ser maior, menor ou igual ao tamanho do objeto. A imagem pode ainda aparecer invertida em relação ao objeto. Se não houver sua inversão dizemos que ela é direita.

Espelho convexo

V

F CO I

Características da Imagem: Virtual, Direita e Reduzida

Esse é o único tipo de imagem que esse espelho conjuga!!!

Espelho côncavo

V

FCO I

Características da Imagem: Real, Invertida e Reduzida

1o Caso: Objeto colocado além do centro de curvatura.

Espelho côncavo

V

F

O

I

Características da Imagem: Real, Invertida e Igual

2o Caso: Objeto colocado no centro de curvatura.

C

Espelho côncavo

V

F

O

I

Características da Imagem: Real, Invertida e Ampliada

3o Caso: Objeto colocado entre o centro de curvatura e o pontofocal.

C

Espelho côncavo

V

F

O

Características da Imagem: Tal composição não conjuga imagem ou conjuga imagem no infinito.

4o Caso: Objeto colocado no ponto focal.

C

Espelho côncavo

V

F

O

I

Características da Imagem: Virtual, Direita e Ampliada

5o Caso: Objeto colocado entre o ponto focal e o vértice.

C

Tipos de lentes

bicôncava plano-côncava convexo-côncava

biconvexa plano-convexa côncavo-convexa

VergênciaDada uma lente esférica em determinado meio, chamamos vergência da lente(V) a unidade caracterizada como o inverso da distância focal, ou seja:

Instrumentos Ópticos

• Prisma

Tipos de prismas•Prismas dispersivos são usados para separar a luz em suas cores de espectro.•Prismas refletivos são usados para refletir a luz.•Prismas polarizados podem dividir o feixe de luz em componentes de variadaspolaridades.

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