O documento descreve conceitos de biofísica da visão como: 1) A retina é composta de células sensíveis à luz que transformam sinais luminosos em impulsos elétricos. 2) Cones e bastonetes são células sensíveis à luz, cada tipo de cone é sensível a uma cor. 3) Algumas pessoas não distinguem cores ou vêem cores trocadas, devido a defeitos na retina.

1. BIOFÍSICA DA VISÃO

11. Amarelo Verde Vermelho
Azul Preto Rosa
Laranja Marrom Cinza
Roxo Branco Vermelho

14. *A retina é composta
Olho Humano de células sensíveis à
Cones e luz. A função da
Bastonete retina é de
s transformar sinais
luminoso em impulsos
fóvea elétricos.
*Cones e bastonetes que são
células sensíveis a luz. Cada tipo
de cone é sensível a uma
determinada cor
Ponto Cego
•Existem pessoas que não conseguem distinguir cores. Podendo
ver cores trocadas ou até em preto e branco. Jhon Dalton não
enxergava o vermelho, por causa dele, esta deficiência ficou
conhecida como daltonismo. Que é causado por defeitos na
retina ou no nervo óptico, e é hereditário

16. Daltonismo

18. Como é visto o Calor ?

19. Reflexão e Refração

20. Propagação da Luz - Refração
• Raio  é o raio incidente
• Raio  é o raio refletido
• Raio  é o raio refratado no
meio translúcido
• Raio  é o raio internamente
refletido
• Raio  is o raio refratado
quando sai do meio
translúcido

22. Arco- ìris

23. PAS UnB – 2010 item 122

24. •Cada cor depende do
Cores dos objetos comprimento de onda da luz
correspondente àquela cor. O
comprimento de onda da luz
é a distância entre duas
cristas suscessívas de onda.
•As sete cores do espectro
podem ser obtidas por
meio da mistura de apenas
três delas: Vermelho,Verde
e Azul, que são
denominadas cores
primárias aditivas.
•As substáncias responsáveis
pela cor de um objeto são
denominadas pigmentos.cada
pigmento absorve e reflete
algumas cores

25. NÚMERO DE IMAGENS

26. Refração
• Um raio de luz muda a sua direção de propagação, ao
passar de um meio para o outro, em um fenômeno
chamado de refração da luz. Esta mudança de
direção ocorre porque a luz tem velocidade diferente
em cada meio.
• A refração é a mudança de velocidade de
propagação de uma onda ao cruzar a interface entre
dois meios distintos, geralmente acompanhada de
mudança da direção de propagação

27. O índice de refração
• A luz se propaga no vácuo com
velocidade de 299.792.458 m/s.
A velocidade da luz no vácuo (c)
é a maior velocidade possível,
segundo a Teoria da
Relatividade de Enstein. Desta
forma, podemos afirmar que, em
qualquer meio material, a
c
n
velocidade da luz é menor que
(c). O índice de refração (n) de
uma substância é definido como
a razão entre a velocidade da luz
no vácuo (c) e a velocidade da
luz no meio.
v

28. • Na água, a luz se propaga com uma velocidade
de v= 225.407.863,15 m/s, e assim o índice de
refração vale
nágua= 299.792.458 = 1,33
225.407.863,15
Quanto maior o índice de refração de uma
substância, menor a velocidade da luz naquele
meio.

29. MATERIAL ÍNDICE DE
REFRAÇÃO
Ar 1
Água 1,33
Acrílico 1,49
Vidro 1,6 a 1,9
Diamante 2,4

30. • 1º Vestibular 2011 – item 46 (refração)
• PAS 2010 – item 118 (índice de refração)

31. Lei de Snell
• Ao encontrar uma interface entre dois meios, uma onda pode dividir-se em
duas. Uma vai ser a onda refletida e a outra, que penetra no segundo meio,
é a onda refratada. A onda refratada sofre mudança na sua velocidade de
normalmente acompanhada por uma variação de direção de propagação da
luz nos dois meios. Esta relação é conhecida como Lei de Snell, é escrita da
seguinte forma:
n sen  n sen
1 1 2 2

32. Exemplo
• UFRJ - Um raio luminoso que se propaga no ar (nar = 1) incide
obliquamente sobre um meio transparente de índice de
refração n, fazendo um ângulo de 60° com a normal. Nessa
situação, verifica-se que o raio refletido é perpendicular ao raio
refratado, como ilustra a figura. Calcule o índice de refração n do
meio.

33. Caso Particular
• Um caso especial da refração verifica-se
quando o ângulo de incidência é zero, ou
seja, o raio incide perpendicularmente na
interface. Nesse caso, o ângulo de refração
também será zero, e o raio não muda a
direção de propagação.

34. Reflexão interna total
• Observando a lei de Snell para o caso em que
a onda passe de um meio com um índice de
refração para outro, com índice de refração
menor, vemos que existe um valor do ângulo
de incidência acima do qual não é possível
encontrar nenhum do ângulo de refração que
satisfaça a lei de Snell. Este é o caso, por
exemplo, de um feixe de luz passando da água
(nágua=1,33) para o ar (nar=1,0).

35. Ângulo limite (θlimite)
• Denominamos de ângulo limite, ou ângulo crítico de
incidência, o ângulo de incidência para o qual o feixe
refratado faz um ângulo de 90º com a normal.
• Podemos calcular o valor do ângulo crítico usando a Lei de
Snell, com n1>n2 e θ2=90º n1sen θc=n2sen90º.
Sen θc= n2
n1

38. AFA 2011

39. O céu é azul?

40. A atmosfera é composta de muitas partículas: gotas de água,
fumaça e gases, todas elas afastam os raios solares que entram
na atmosfera do seu caminho direto; desviam-na para os
nossos olhos, fazem-na visível.

41. ibra Óptica
A fibra tem um núcleo de sílica e uma interface de sílica misturada com
outro material de menor índice de refração. Por causa da diferença de
índice de refração entre o núcleo e a interface, um feixe de luz fica
confinado no interior da fibra e viaja por ela como a água em um cano. O
ângulo com que o feixe incide sobre a interface é sempre maior que o
ângulo crítico, fazendo com que a luz se reflita totalmente e fique presa na
fibra. Uma fibra é incomparavelmente mais eficiente para transporte de
sinais de comunicação que um fio de cobre. Diferentemente de um fio de
cobre, a fibra não sofre interferências de campos elétricos e magnéticos.
Além disso, usando freqüências ligeiramente diferentes, é possível
transmitir um número imenso de sinais por uma única fibra, sem perigo de
aparecer linha cruzada.

43. É SÓ MIRAGEM

44. Reflexões internas no Diamante
Está lembrado do ângulo crítico?
Quanto maior o índice de refração de
um material transparente, menor o
ângulo crítico. Depois que um feixe de
luz entra em um material de grande
índice de refração, só sai se incidir,
internamente, com um ângulo menor
que o ângulo crítico.
O diamante tem um índice de
refração n = 2,40. Com esse valor do
índice de refração, o ângulo crítico do
diamante (em relação ao ar) é pouco
maior que 24º. Uma vez dentro do
diamante, a luz só sai se incidir na
superfície interna com um ângulo
menor que esse. De 24º até 90º a luz se
reflete de volta.

45. • PAS UnB 2010 – item 120

46. PAS / UnB - 2004

48. Levando-se em conta o índice de
refração e a velocidade de
propagação no vidro, podemos
afirmar que:
Obs.:
Vve = velocidade da luz vermelha
Vam = velocidade da luz amarela
Vaz = velocidade da luz azul
a) Vve < Vam < Vaz
b) Vve > Vam > Vaz
c) Vve > Vam < Vaz
d) Vve = Vam = Vaz
e) Vve < Vam > Vaz

49. UNICAMP 2012 - Nos últimos anos, o Brasil vem implantando
em diversas cidades o sinal de televisão digital. O sinal de
televisão é transmitido através de antenas e cabos, por ondas
eletromagnéticas cuja velocidade no ar é aproximadamente
igual à da luz no vácuo.

50. b) Cabos coaxiais são constituídos por dois
condutores separados por um isolante de índice de
refração n e constante dielétrica K , relacionados por
K = n2 . A velocidade de uma onda eletromagnética
no interior do cabo é dada por v = c / n
Qual é o comprimento de onda de uma onda de
frequência f = 400MHz que se propaga num cabo
cujo isolante é o polietileno (K = 2, 25) ?

51. • REVISÃO GERAL
• CONTEÚDOS ESTUDADOS ATÉ AQUI

56. • Calcule o índice de refração da glicerina,
sendo dados sen 1 = 0,50 e sen 2 = 0,34.
• Qual o valor da velocidade de propagação
da luz na glicerina? Considere a velocidade
da luz no ar, igual a no vácuo.

57. • (UnB) Um prisma reto de vidro cuja base é
um triângulo retângulo isóceles foi
totalmente mergulhado em água. Calcule o
menor índice de refração que tal prisma
deverá ter, para que reflita por completo
um raio que incida normalmente em uma
das faces menores. Considere que o índice
de refração da água seja igual a 0,95 x ,
multiplique por 10 o valor calculado,
desconsiderando, depois, a parte
fracionária de seu resultado, caso exista.

58. (2ºVestibular UnB - 2010)
A figura I ilustra uma imagem da
nebulosa planetária NGC7662. Ao
contrário do que essa imagem sugere,
as nebulosas planetárias não são tão
etéreas e tranquilas; na realidade, são
enormes e tempestuosas. Adornando
toda a Via Láctea como enfeites de
árvore de Natal, as nebulosas
planetárias são os restos coloridos de
estrelas de baixa massa – aquelas com
tamanho inferior a oito vezes a massa
solar. As estrelas, ao morrerem,
perdem suas camadas externas, que
se transformam em uma espécie de
vento, cuja velocidade atinge até 1.000
km/s.

59. As estrelas, gradualmente, vão-se desfazendo até chegarem às
camadas mais quentes e profundas, quando emitem luz ultravioleta
capaz de ionizar o vento e torná-lo fluorescente.
No fenômeno da fluorescência, um átomo absorve energia e a
reemite na forma de radiação eletromagnética, composta de uma
coleção de comprimentos de onda característicos, sendo parte deles
compreendida na região do visível, conforme ilustra a figura II, que
exemplifica o caso do átomo de hidrogênio. No estudo desse
fenômeno, para se identificar a presença de cada elemento químico
nas estrelas e nebulosas, usam-se cores, que podem ser
determinadas por meio de um espectroscópio, cujo esquema básico
é mostrado na figura III.
A partir dessas informações, julgue os itens (certo ou errado),
sabendo que a relação entre a energia E de um fóton e o seu
comprimento de onda λ é dada por E = , em que h = 6,62 · 10–34 J·s
é a constante de Planck e c = 3 · 108 m/s, a velocidade da luz no
vácuo.

60. 1) Ao se usar o espectroscópio ilustrado na figura III para analisar a
luz visível emitida pelo átomo de hidrogênio, obtêm-se três
imagens da fenda sobre o filme ou detector, uma para cada cor,
como mostra a figura II.
2) No prisma ilustrado na figura III, a velocidade de propagação da
luz vermelha é menor que a velocidade de propagação da luz
violeta.
3) Considerando-se como poder de resolução de um
equipamento a capacidade em distinguir duas cores próximas, é
correto inferir que o poder de resolução do espectroscópio
representado na figura III independe da distância focal da lente
que focaliza o feixe sobre o filme.
4) Se o espectro da figura II tivesse sido obtido a partir da luz
emitida por uma estrela que se afasta velozmente da Terra,
então todas as linhas espectrais ficariam deslocadas à direita
das linhas da figura II.

61. UnB – 2010) A técnica empregada no espectroscópio que permite distinguir
os elementos químicos presentes em uma estrela tem por princípio
fundamental as diferenças de :
a) frequências das radiações emitidas pelos vários elementos químicos
existentes na estrela.
b) velocidades de propagação das cores da radiação no trajeto da estrela à
Terra.
c) polarização da luz emitida por cada um dos elementos químicos que
compõem a estrela.
d) intensidade da radiação emitida por cada um dos elementos químicos
que compõem a estrela.

63. As figuras acima representam parte do
Vestibular - UnB 2008
sistema de lentes do olho de um inseto,
com seus componentes biológicos,
sendo a retínula o elemento receptor de
luz, cujo centro é ocupado por um
cilindro translúcido, chamado
rabdoma. Ao redor do rabdoma estão
localizadas células fotorreceptoras.
Sabe-se que os raios de curvatura das
lentes dos olhos dos insetos são fixos.
Portanto, esses animais não têm a
capacidade de variar a distância focal
do olho por meio da variação da
curvatura de suas lentes, uma
Ítens 60 e 61
propriedade conhecida como poder de
acomodação, presente no olho humano.
Considerando essas informações,
julgue os itens seguintes.

64. 60) Considere que os raios luminosos que
chegam ao rabdoma sofram reflexões
internas totais nas suas paredes, até
chegarem à fibra do nervo óptico, como
ilustrado na figura. Nesse caso, para que
essas reflexões totais ocorram, a região que
envolve o rabdoma deve possuir índice de
refração menor que o índice de refração do
próprio rabdoma.
61) Diferentemente dos mamíferos, que
percebem a luz por meio de olhos simples, os
insetos o fazem por meio de olhos
compostos.

65. • Um raio de luz, que incide em uma interface ar-
acrílico como mostra a figura1 a seguir. A partir de
seus conhecimentos de física determine
a) o índice de refração do acrílico e o ângulo limite
para este material.
b) A velocidade da luz
No acrílico.
figura 1, foto by: Pedro, 2ºD. Colégio Marista Champagnat.

69. • Um feixe de luz entra no interior de uma
caixa retan-gular de altura L, espelhada
internamente, através de uma abertura A.
O feixe, após sofrer 5 reflexões, sai da caixa
por um orifício B depois de decorrido 10–8
segundo. Os ângulos formados pela direção
do feixe e o seg-mento AB estão indicados
na figura.