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História da Física II
Lucas Guimarães
Terça-Feira, 29 de Julho de 2014
Crônica da Ótica Clássica: 800 a.C. – 1665 d.C.
Natureza da luz
Para algumas civilizações, a luz tinha origem divina.
Contudo, com os antigos gregos, a luz tinha uma realidade objetiva.
Homero: a luz provinha dos olhos.
Como, então, é possível enxergar no escuro?
Pitágoras: São os olhos que recebem os raios luminosos emitidos pelos objetos.
Empédocles: fluxo luminoso como fluxo de um rio, de velocidade finita.
Platão: Visão de um
objeto devida a três
jatos de partículas: 1)
partindo dos olhos; 2)
proveniente do objeto;
3) proveniente das
fontes iluminadoras.
Ilustração
Aristóteles: Concepção
de luz como atividade
em um determinado
meio. Para Aristóteles,
a luz tinha velocidade
infinita.
Al-Hazen (965-1038):
Fonte dos raios
luminosos está nos
corpos luminosos (como
o Sol). A visão é devida
à reflexão desses raios
nos objetos. A
velocidade da luz é
finita.
Arco-Íris
Arco-Íris
• Para Aristóteles, o arco-íris era formado por gotículas de água contidas na Atmosfera que refletiam a luz do Sol e causavam variação de cor. Explicou corretamente a forma circular do arco-íris.
• The rainbow - Aristotle's Theory (vídeo)
Arco-Íris
• Medição do ângulo em 1266, por Roger Bacon.
Arco-Íris
• As ideias aristotélicas sobre o arco-íris permaneceram até o século XIII.
• Neste período, o físico persa Ibn Marud Al-Schirazi fez alguns complementos, afirmando que tal fenômeno era devido à dupla refração e reflexão dos raios solares nas gotículas de água.
Arco-Íris
• Teodorico de Freiberg: realização do experimento com esferas ocas.
• Com essa experiência, demonstrou que os arco-íris secundários tinham invertido a ordem das suas cores em relação às do primário.
Arco-Íris (secundário)
Arco-Íris
• Questões continuavam sem resposta:
• 1) O porquê do ângulo de visão do arco-íris.
• 2) A razão das cores do arco-íris.
• 3) A presença de outros arcos.
Natureza da luz
• Busca pela relação existente entre a luz e o fogo.
Natureza da luz
Concepção aristotélica retomada por Robert Grosseteste (1175-1253). Para Grosseteste, a luz era a substância primordial do Universo.
Natureza da luz
• Paralelamente ao estudo da visão da natureza da luz, os filósofos ocidentais da Antiguidade preocuparam-se com as propriedades óticas das esferas e cristais de vidro, bem como das propriedades refletoras das superfícies espelhantes planas e curvas.
Ótica • Surgem, então, duas áreas:
• 1) Ótica: Estudava a teoria geométrica da percepção visual do espaço e dos objetos nele situados.
• 2) Catóptrica: Estudava a teoria dos espelhos e fenômenos relacionados à refração.
Ótica
• Euclides: em sua Catóptrica, admite a trajetória retilínea da luz e apresenta corretamente da Lei de reflexão da luz.
• Heron: explica a propagação retilínea da luz e formula, com base na Lei da reflexão de Aristóteles e Euclides, o princípio de que o trajeto descrito por um raio luminoso é mínimo.
Ótica • Ptolomeu: estudou o fenômeno da refração
sofrida pela luz solar ao atravessar a atmosfera terrestre.
• Al-Hazen: completou a Lei de reflexão da luz ao afirmar que o raio incidente, o raio refletido e a normal estão no mesmo plano.
Ótica • Contribuições de Al-Hazen: Entre outras
se destacam o estudo da estrutura do olho humano; discussão de propriedades dos espelhos parabólicos e esféricos; constatação do aumento aparente da Lua no horizonte; redescobrimento da lei do trajeto mínimo de Heron.
• Influenciou os filósofos ocidentais da Idade Média.
Ótica
• 1280-1289: lentes passam a ser utilizadas para correção de problemas de visão.
• Surgimento posterior das técnicas de polimento e da profissão de fabricante de óculos.
Microscópio
Zacharias Janssen (1580-1638)
A lente ocular era biconvexa e a lente objetiva era plano-convexa. Era capaz de aumentar entre 3 até 10 vezes. Ao final do século XVII, o microscópio foi aperfeiçoado por nomes como Leewuenhoek e Hooke.
Telescópio
Hans Lippershey (1570-1619)
Ótica • 1609: Galileu Galilei constrói seu primeiro
telescópio. Foi também o primeiro a usar o microscópio para uma observação científica.
• Maurolycus: demonstra que a luz se desloca paralelamente ao atravessar uma lâmina de faces paralelas.
• Della Porta: descreve formas se de obter imagens em câmara escura. Também construiu lunetas.
Ótica
Johannes Kepler (1571 – 1630)
• Desenvolveu a Dióptrica, em 1610.
• Fez estudo teórico das lentes.
• Precursor da fotometria.
• Supunha que as cores dependem da densidade e transparência dos objetos.
• Refração era devida à maior resistência dos meios densos.
Ótica • Século XVII: O estudo da ótica assume um
caráter verdadeiramente científico, com a Lei da refração da luz.
• Descoberta experimental da refração luminosa por Harriot e Snell. Tratamento matemático desenvolvido por Descartes.
• Uso da teoria corpuscular para explicar a velocidade da luz.
Refração explicada pela teoria corpuscular
Refração explicada pela teoria corpuscular
Refração explicada pela teoria corpuscular
Ótica
• Formulação da teoria idealista: luz como uma espécie de “pressão”, que se transmite através de um meio elástico – o éter.
Ótica
• Elaborou o Princípio do tempo mínimo e utilizou-o para explicar a refração da luz em 1661;
Pierre de Fermat (1601 – 1655)
Ótica
Ótica
Referências • BASSALO, J.M.F. Crônica da Ótica Clássica.
Revista Brasileira de Ensino de Física, v.3, n.3, p. 138-159, 1996.
• Hans and Zacharias Jansen: a complete microscopic history. Disponível em: <http://www.history-of-the-microscope.org/hans-and-zacharias-jansen-microscope-history.php>, acesso em: 27 jul. 2014.
• Glass Lenses. Disponível em: <http://www.cmog.org/article/quest-see-more-glass-lenses>, acesso em: 27 jul. 2014.
Referências • MARTINS, R.A. O mito de Galileu
desconstruído. Revista de História da Biblioteca Nacional, n.5, p. 24-27, out. 2010.
• NUSSENZVEIG, H.M. Curso de Física Básica, v. 4. São Paulo: Edgard Blücher, 1998.