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ÓPTICA GEOMETRICA




     FÍSICA
OBJETIVOS
•   NATUREZA DA LUZ
•   RAIO DE LUZ
•   FEIXE DE LUZ
•   CORPOS LUMINOSOS E CORPOS
    ILUMINADOS
•   MEIOS DE PROPAGAÇÃO DA LUZ
•   FENÔMENOS ÓPTICOS
•   A COR DE UM CORPO
•   OS PRINCIPIOS DE PROPAGAÇÃO DA LUZ
•   ECLIPSE
NATUREZA DA LUZ
TEM COMPORTAMENTO DUALISCO.

• ONDA (eletromagnética)

• CORPÚSCULAR (elétrons)
ÓPTICA GEOMÉTICA
                                      Onda

                    Natureza da luz

                                      corpuscular




Óptica geométrica
RAIO DE LUZ OU RAIOS
               LUMINOSOS

segmento de reta orientado que representa
a direção e o sentido de propagação da luz.
ÓPTICA GEOMÉTRICA
                                      Onda

                    Natureza da luz

                                      corpuscular

                    Raio de luz


Óptica geométrica
FEIXE DE LUZ OU FEIXE
                    LUMINOSO
Conjunto de raios luminosos



CONVERGENTE   PARALELO   DIVERGENTE




                              http://prof.pateta.vilabol.uol.com.br/optica1.html
ÓPTICA GEOMÉTRICA
                                        Onda

                    Natureza da luz

                                       corpuscular

                    Raio de luz       Feixe de luz



Óptica geométrica
CORPOS LUMINOSOS
FONTE PRIMÁRIA: são os corpos capazes
do produzir e emitir luz
Incandescência           Luminescência
CORPOS ILUMINADOS
FONTE DE LUZ SECUNDÁRIA: são os
corpos que não são capazes de produzir
luz.
Onda

                    Natureza da luz

                                        corpuscular

                     Raio de luz   Feixe de luz
                                   Fontes primarias
Óptica geométrica   luminosidade

                                      Fontes secundarias
MEIOS DE PROPAGAÇÃO
                 DA LUZ
Meio transparente: permite a passagem da
luz de maneira regular.
MEIOS DE
          PROPAGAÇÃO DA LUZ
Meio translúcido: permite a passagem da
luz, mas de maneira não regular
MEIOS DE
           PROPAGAÇÃO DA LUZ
Meio opaco: não permite a passagem de
luz
Onda

                    Natureza da luz

                                       corpuscular

                     Raio de luz      Feixe de luz

                                   Fontes primarias
Óptica geométrica   luminosidade

                                  Fontes secundarias
                                           transparente
                    Meios de propagação    translúcido

                                               opaco
FENÔMENOS ÓPTICOS
  REFLEXÃO
FENÔMENOS ÓPTICOS
  REFRAÇÃO
FENÔMENOS ÓPTICOS


  ABSORÇÃO
Onda

                    Natureza da luz

                                       corpuscular

                     Raio de luz      Feixe de luz

                                   Fontes primarias
Óptica geométrica   luminosidade
                                      Fontes secundarias
                                               transparente

                    Meios de propagação       translúcido
                                              opaco
                                           reflexão
                    Fenômenos ópticos      refração

                                           absorção
A COR DE UM CORPO
A luz branca é
formada por sete
cores:      vermelho,
alaranjado,
amarelo,        verde,
azul, anil e violeta.
A COR DE UM CORPO
A COR DE UM CORPO
A COR DE UM CORPO
Onda

                    Natureza da luz

                                         corpuscular

                     Raio de luz       Feixe de luz

                                      Fontes primarias
Óptica geométrica   luminosidade
                                       Fontes secundarias
                                                  transparente

                    Meios de propagação          translúcido
                                                 opaco
                                              reflexão
                    Fenômenos ópticos         refração
                                              absorção
                               reflexão       visão      cores visíveis

                    luz            refração   visão      cores visíveis
                              absorção        visão      negro
EXEMPLO
(PUC-SP) Por que um corpo opaco tem, por
exemplo, cor verde? Se esse corpo estiver
num ambiente iluminado somente iluminado
por luz monocromática vermelha, com que
aparência será observado por nós?
EXEMPLO
(PUC-SP) Por que um corpo opaco tem, por
exemplo, cor verde? Se esse corpo estiver
num ambiente iluminado somente iluminado
por luz monocromática vermelha, com que
aparência será observado por nós?
RESPOSTA
Ele é verde porque absorve todas as cores
e reflete só a luz verde.

Se ele for iluminado por luz vermelha
iremos enxergá-lo preto, pois nesse caso
ele não irá refletir nenhuma cor.
EXERCÍCIO
(UFGO) Suponha que a bandeira do Brasil seja
colocada em um quarto escuro e iluminada por luz
monocromática amarela. Diga, justificando suas
respostas, com que cor se apresentaram as
seguintes partes da bandeira:
a) o círculo central
b) o losango
c) a faixa do círculo central e as estrelas
d) o restante da bandeira
EXERCÍCIO
(UFGO) Suponha que a bandeira do Brasil seja
colocada em um quarto escuro e iluminada por luz
monocromática amarela. Diga, justificando suas
respostas, com que cor se apresentaram as
seguintes partes da bandeira:
a) o círculo central
b) o losango
c) a faixa do círculo central e as estrelas
d) o restante da bandeira
RESPOSTA
A VELOCIDADE DA
                   LUZ


              c = 3 . 108 m/s
O ano-luz é a distância que a luz percorre
em um ano e equivale a 9,45 . 1012 Km
OS PRINCIPIOS DE
           PROPAGAÇÃO DA LUZ
Princípio de reversibilidade dos raios:
O caminho seguido por um raio de luz não
se modifica quando o sentido de
propagação se inverte.
OS PRINCIPIOS DE
           PROPAGAÇÃO DA LUZ
Princípio da independência dos raios
luminosos:
Os feixes luminosos cruzam-se sem que
uns interfiram nas trajetórias seguidas pelos
outros.
OS PRINCIPIOS DE
             PROPAGAÇÃO DA LUZ
Princípio da propagação retilínea:
Nos meios homogêneos, transparentes e
isotrópicos a luz propaga-se em trajetória
retilínea.
APLICAÇÕES DO PRINCÍPIO DA
  PROPAGAÇÃO RETILÍNEA




  Fonte pontual   Fonte extensa
ECLIPSE DA LUA




          http://www.explicatorium.com/CFQ7-Eclipse-da-Lua.php
ECLIPSE DO SOL
CÂMARA ESCURA DE ORIFÍCIO




          O=d
          i d’
Onda

                    Natureza da luz

                                         corpuscular
                                                                          Câmara escura
                     Raio de luz     Feixe de luz Propagação reta         Sombra

                                      Fontes primarias                    Penumbra

Óptica geométrica   luminosidade
                                       Fontes secundarias
                                                  transparente

                    Meios de propagação          translúcido
                                                 opaco
                                              reflexão
                    Fenômenos ópticos         refração
                                              absorção
                               reflexão       visão      cores visíveis

                    luz            refração   visão      cores visíveis
                              absorção        visão      negro
EXEMPLO
(UFRJ – NÃO ESPECÍFICA) No mundo artístico as antigas “câmaras
escuras” voltaram à moda. Uma câmara escura é uma caixa fechada
de paredes opacas que possui um orifício em uma de suas faces. Na
face oposta à do orifício fica preso um filme fotográfico, onde se
formam as imagens dos objetos localizados no exterior da caixa, como
mostra a figura. Suponha que um objeto de 3 m de altura esteja a uma
distância de 5 m do orifício, e que a distância entre as faces seja de 6
cm. Calcule a altura h da imagem.
EXEMPLO
(UFRJ – NÃO ESPECÍFICA) No mundo artístico as antigas
“câmaras escuras” voltaram à moda. Uma câmara escura
é uma caixa fechada de paredes opacas que possui um
orifício em uma de suas faces. Na face oposta à do orifício
fica preso um filme fotográfico, onde se formam as
imagens dos objetos localizados no exterior da caixa,
como mostra a figura. Suponha que um objeto de 3 m de
altura esteja a uma distância de 5 m do orifício, e que a
distância entre as faces seja de 6 cm. Calcule a altura h
da imagem.
RESOLUÇÃO
O=3m   d=5m   d’ = 6 cm   i=h
O=d
i d’
EXERCÍCIO
(UFF 2000 – 1a FASE) Para determinar a que altura H
uma fonte de luz pontual está do chão, plano e horizontal,
foi realizada a seguinte experiência. Colocou-se um lápis
de 0,10 m, perpendicularmente sobre o chão, em duas
posições distintas: primeiro em P e depois em Q. A
posição P está, exatamente, na vertical que passa pela
fonte e, nesta posição, não há formação de sombra do
lápis, conforme ilustra esquematicamente a figura.
Na posição Q, a sombra do lápis tem comprimento 49
(quarenta e nove) vezes menor que a distância entre P e
Q. A altura H, é aproximadamente, igual a:
    a)0,49 m         c) 1,5 m     e) 5,0 m
    b)1,0 m          d) 3,0 m
EXERCÍCIO
(UFF 2000 – 1a FASE) Para determinar a que altura H
uma fonte de luz pontual está do chão, plano e horizontal,
foi realizada a seguinte experiência. Colocou-se um lápis
de 0,10 m, perpendicularmente sobre o chão, em duas
posições distintas: primeiro em P e depois em Q. A
posição P está, exatamente, na vertical que passa pela
fonte e, nesta posição, não há formação de sombra do
lápis, conforme ilustra esquematicamente a figura.
Na posição Q, a sombra do lápis tem comprimento 49
(quarenta e nove) vezes menor que a distância entre P e
Q. A altura H, é aproximadamente, igual a:
    a)0,49 m         c) 1,5 m     e) 5,0 m
    b)1,0 m          d) 3,0 m
RESOLUÇÃO

Po =50 . Qo



                      H        L
                         =
                      Po  Qo
               H          0,1
                      =         ⇒ =5m
                                 H
              50 Qo       Qo

Letra E
EXERCÍCIO
(CESESP-PE) O ano-luz é uma unidade
utilizada pelos astrônomos para medir:
a) ângulo       c) energia    e) distância
b) velocidade d) tempo
EXERCÍCIO
(CESESP-PE) O ano-luz é uma unidade
utilizada pelos astrônomos para medir:
a) ângulo       c) energia    e) distância
b) velocidade d) tempo
RESPOSTA
(CESESP-PE) O ano-luz é uma unidade
utilizada pelos astrônomos para medir:

Ano: unidade de tempo (t);
Luz: unidade de velocidade (velocidade da luz) (c);
Ano-luz é o produto do tempo pela velocidade, do
conceito de velocidade:    s
                        c = → s = c.t
Alternativa e:             t
BIBLIOGRAFIA
• CARRON, Wilson e GUIMARÃES, Osvaldo – As
  Faces da Física 2ª ed. – São Paulo: Moderna,
  2002. Páginas 367 a 382
• RAMALHO JUNIOR, Francisco; FERRARO,
  Nicolau Gilberto e SOARES,Paulo Antônio de
  Toledo – Os Fundamentos da Física, Vol.2 6ª
  ed. – São Paulo: Moderna, 1993. Páginas 227 a
  246.

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  • 2. OBJETIVOS • NATUREZA DA LUZ • RAIO DE LUZ • FEIXE DE LUZ • CORPOS LUMINOSOS E CORPOS ILUMINADOS • MEIOS DE PROPAGAÇÃO DA LUZ • FENÔMENOS ÓPTICOS • A COR DE UM CORPO • OS PRINCIPIOS DE PROPAGAÇÃO DA LUZ • ECLIPSE
  • 3. NATUREZA DA LUZ TEM COMPORTAMENTO DUALISCO. • ONDA (eletromagnética) • CORPÚSCULAR (elétrons)
  • 4. ÓPTICA GEOMÉTICA Onda Natureza da luz corpuscular Óptica geométrica
  • 5. RAIO DE LUZ OU RAIOS LUMINOSOS segmento de reta orientado que representa a direção e o sentido de propagação da luz.
  • 6. ÓPTICA GEOMÉTRICA Onda Natureza da luz corpuscular Raio de luz Óptica geométrica
  • 7. FEIXE DE LUZ OU FEIXE LUMINOSO Conjunto de raios luminosos CONVERGENTE PARALELO DIVERGENTE http://prof.pateta.vilabol.uol.com.br/optica1.html
  • 8. ÓPTICA GEOMÉTRICA Onda Natureza da luz corpuscular Raio de luz Feixe de luz Óptica geométrica
  • 9. CORPOS LUMINOSOS FONTE PRIMÁRIA: são os corpos capazes do produzir e emitir luz Incandescência Luminescência
  • 10. CORPOS ILUMINADOS FONTE DE LUZ SECUNDÁRIA: são os corpos que não são capazes de produzir luz.
  • 11. Onda Natureza da luz corpuscular Raio de luz Feixe de luz Fontes primarias Óptica geométrica luminosidade Fontes secundarias
  • 12. MEIOS DE PROPAGAÇÃO DA LUZ Meio transparente: permite a passagem da luz de maneira regular.
  • 13. MEIOS DE PROPAGAÇÃO DA LUZ Meio translúcido: permite a passagem da luz, mas de maneira não regular
  • 14. MEIOS DE PROPAGAÇÃO DA LUZ Meio opaco: não permite a passagem de luz
  • 15. Onda Natureza da luz corpuscular Raio de luz Feixe de luz Fontes primarias Óptica geométrica luminosidade Fontes secundarias transparente Meios de propagação translúcido opaco
  • 16. FENÔMENOS ÓPTICOS REFLEXÃO
  • 17. FENÔMENOS ÓPTICOS REFRAÇÃO
  • 18. FENÔMENOS ÓPTICOS ABSORÇÃO
  • 19. Onda Natureza da luz corpuscular Raio de luz Feixe de luz Fontes primarias Óptica geométrica luminosidade Fontes secundarias transparente Meios de propagação translúcido opaco reflexão Fenômenos ópticos refração absorção
  • 20. A COR DE UM CORPO A luz branca é formada por sete cores: vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta.
  • 21. A COR DE UM CORPO
  • 22. A COR DE UM CORPO
  • 23. A COR DE UM CORPO
  • 24. Onda Natureza da luz corpuscular Raio de luz Feixe de luz Fontes primarias Óptica geométrica luminosidade Fontes secundarias transparente Meios de propagação translúcido opaco reflexão Fenômenos ópticos refração absorção reflexão visão cores visíveis luz refração visão cores visíveis absorção visão negro
  • 25. EXEMPLO (PUC-SP) Por que um corpo opaco tem, por exemplo, cor verde? Se esse corpo estiver num ambiente iluminado somente iluminado por luz monocromática vermelha, com que aparência será observado por nós?
  • 26. EXEMPLO (PUC-SP) Por que um corpo opaco tem, por exemplo, cor verde? Se esse corpo estiver num ambiente iluminado somente iluminado por luz monocromática vermelha, com que aparência será observado por nós?
  • 27. RESPOSTA Ele é verde porque absorve todas as cores e reflete só a luz verde. Se ele for iluminado por luz vermelha iremos enxergá-lo preto, pois nesse caso ele não irá refletir nenhuma cor.
  • 28. EXERCÍCIO (UFGO) Suponha que a bandeira do Brasil seja colocada em um quarto escuro e iluminada por luz monocromática amarela. Diga, justificando suas respostas, com que cor se apresentaram as seguintes partes da bandeira: a) o círculo central b) o losango c) a faixa do círculo central e as estrelas d) o restante da bandeira
  • 29. EXERCÍCIO (UFGO) Suponha que a bandeira do Brasil seja colocada em um quarto escuro e iluminada por luz monocromática amarela. Diga, justificando suas respostas, com que cor se apresentaram as seguintes partes da bandeira: a) o círculo central b) o losango c) a faixa do círculo central e as estrelas d) o restante da bandeira
  • 31. A VELOCIDADE DA LUZ c = 3 . 108 m/s O ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano e equivale a 9,45 . 1012 Km
  • 32. OS PRINCIPIOS DE PROPAGAÇÃO DA LUZ Princípio de reversibilidade dos raios: O caminho seguido por um raio de luz não se modifica quando o sentido de propagação se inverte.
  • 33. OS PRINCIPIOS DE PROPAGAÇÃO DA LUZ Princípio da independência dos raios luminosos: Os feixes luminosos cruzam-se sem que uns interfiram nas trajetórias seguidas pelos outros.
  • 34. OS PRINCIPIOS DE PROPAGAÇÃO DA LUZ Princípio da propagação retilínea: Nos meios homogêneos, transparentes e isotrópicos a luz propaga-se em trajetória retilínea.
  • 35. APLICAÇÕES DO PRINCÍPIO DA PROPAGAÇÃO RETILÍNEA Fonte pontual Fonte extensa
  • 36. ECLIPSE DA LUA http://www.explicatorium.com/CFQ7-Eclipse-da-Lua.php
  • 38. CÂMARA ESCURA DE ORIFÍCIO O=d i d’
  • 39. Onda Natureza da luz corpuscular Câmara escura Raio de luz Feixe de luz Propagação reta Sombra Fontes primarias Penumbra Óptica geométrica luminosidade Fontes secundarias transparente Meios de propagação translúcido opaco reflexão Fenômenos ópticos refração absorção reflexão visão cores visíveis luz refração visão cores visíveis absorção visão negro
  • 40. EXEMPLO (UFRJ – NÃO ESPECÍFICA) No mundo artístico as antigas “câmaras escuras” voltaram à moda. Uma câmara escura é uma caixa fechada de paredes opacas que possui um orifício em uma de suas faces. Na face oposta à do orifício fica preso um filme fotográfico, onde se formam as imagens dos objetos localizados no exterior da caixa, como mostra a figura. Suponha que um objeto de 3 m de altura esteja a uma distância de 5 m do orifício, e que a distância entre as faces seja de 6 cm. Calcule a altura h da imagem.
  • 41. EXEMPLO (UFRJ – NÃO ESPECÍFICA) No mundo artístico as antigas “câmaras escuras” voltaram à moda. Uma câmara escura é uma caixa fechada de paredes opacas que possui um orifício em uma de suas faces. Na face oposta à do orifício fica preso um filme fotográfico, onde se formam as imagens dos objetos localizados no exterior da caixa, como mostra a figura. Suponha que um objeto de 3 m de altura esteja a uma distância de 5 m do orifício, e que a distância entre as faces seja de 6 cm. Calcule a altura h da imagem.
  • 42. RESOLUÇÃO O=3m d=5m d’ = 6 cm i=h O=d i d’
  • 43. EXERCÍCIO (UFF 2000 – 1a FASE) Para determinar a que altura H uma fonte de luz pontual está do chão, plano e horizontal, foi realizada a seguinte experiência. Colocou-se um lápis de 0,10 m, perpendicularmente sobre o chão, em duas posições distintas: primeiro em P e depois em Q. A posição P está, exatamente, na vertical que passa pela fonte e, nesta posição, não há formação de sombra do lápis, conforme ilustra esquematicamente a figura. Na posição Q, a sombra do lápis tem comprimento 49 (quarenta e nove) vezes menor que a distância entre P e Q. A altura H, é aproximadamente, igual a: a)0,49 m c) 1,5 m e) 5,0 m b)1,0 m d) 3,0 m
  • 44. EXERCÍCIO (UFF 2000 – 1a FASE) Para determinar a que altura H uma fonte de luz pontual está do chão, plano e horizontal, foi realizada a seguinte experiência. Colocou-se um lápis de 0,10 m, perpendicularmente sobre o chão, em duas posições distintas: primeiro em P e depois em Q. A posição P está, exatamente, na vertical que passa pela fonte e, nesta posição, não há formação de sombra do lápis, conforme ilustra esquematicamente a figura. Na posição Q, a sombra do lápis tem comprimento 49 (quarenta e nove) vezes menor que a distância entre P e Q. A altura H, é aproximadamente, igual a: a)0,49 m c) 1,5 m e) 5,0 m b)1,0 m d) 3,0 m
  • 45. RESOLUÇÃO Po =50 . Qo H L = Po Qo H 0,1 = ⇒ =5m H 50 Qo Qo Letra E
  • 46. EXERCÍCIO (CESESP-PE) O ano-luz é uma unidade utilizada pelos astrônomos para medir: a) ângulo c) energia e) distância b) velocidade d) tempo
  • 47. EXERCÍCIO (CESESP-PE) O ano-luz é uma unidade utilizada pelos astrônomos para medir: a) ângulo c) energia e) distância b) velocidade d) tempo
  • 48. RESPOSTA (CESESP-PE) O ano-luz é uma unidade utilizada pelos astrônomos para medir: Ano: unidade de tempo (t); Luz: unidade de velocidade (velocidade da luz) (c); Ano-luz é o produto do tempo pela velocidade, do conceito de velocidade: s c = → s = c.t Alternativa e: t
  • 49. BIBLIOGRAFIA • CARRON, Wilson e GUIMARÃES, Osvaldo – As Faces da Física 2ª ed. – São Paulo: Moderna, 2002. Páginas 367 a 382 • RAMALHO JUNIOR, Francisco; FERRARO, Nicolau Gilberto e SOARES,Paulo Antônio de Toledo – Os Fundamentos da Física, Vol.2 6ª ed. – São Paulo: Moderna, 1993. Páginas 227 a 246.