Autor: B.Rodriguez | Publicado: 2012-10-08T16:48:00-07:00



Princípios da Óptica
Geométrica

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; A
percepção que temos do mundo é dada através dos nossos sentidos (visão,
audição, tato, paladar e audição). A visão é o sentido que grava a assimilação
da imagem pela memória visual. Mas se não tivesse luz a nossa visão não seria
nada, porque a luz é fortemente vinculada á aptidão.

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; O segmento
de física que estuda a luz é a Óptica. Quem vem do grego optiké que significa “relativo á visão”.

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Ondas eletromagnéticas
à São perturbações
compostas de campos elétricos e magnéticos, que se propagam com a velocidade da
luz.



Luz

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; É uma
fração de espectro eletromagnético que impressiona os olhos. 

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Raio de
luz à
Uma representação geométrica da trajetória da luz, indicando a direção e o seu
sentido.

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Feixe
de luz à É
o conjunto de raios de luz de uma mesma fonte. Existem vários feixes de luz
como: o feixe cônico convergente, feixe cônico divergente e feixe cilíndrico ou
colimado.



Fontes de Luz

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Se a
fonte produz luz produz luz própria é chamada de fonte primária ou corpo
luminoso. Exemplo: lâmpada incandescente e vaga-lumes.

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Quando
não produz luz própria é chamada fonte secundária ou corpo iluminado. Exemplo:
A lua, a caneta e os planetas.



Fontes pontuais e
Externas

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;A fonte de luz pode ser: pontual ou puntiforme
à Quando todos os raios
emitidos vêm de um único ponto. Exemplo: lâmpada de projetor.

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Extensa
à Quando os raios
emitidos têm mais de um ponto. Exemplo: lâmpada fluorescente.



Meios ópticos

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; A
velocidade da luz é 300.000 Km/s, valor de uma das constantes fundamentais da
natureza. Mas quando a situação é diferente temos que calcular a densidade,
espessura, composição e outros.

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Chamamos
de meio óptico aos materiais em que se considera a propagação da luz. Os meio
ópticos são: 

Transparentes: vidro

Translúcido: vidro fosco

Opaco: madeira



Fenômenos Ópticos

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Um
feixe de raios paralelos, ao incidir sobre uma superfície, que separa dois
meios ópticos distintos transparentes, translúcidos ou opacos, seguintes
fenômenos:

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->Reflexão regular à
O feixe de raios paralelos incide e retorna ao meio de origem, tendo sido
refletido regularmente, com todos os raios permanecendo paralelos entre si, a
partir do ponto de incidência.

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->Reflexão difusa à
O feixe de raios paralelos incide na superfície e volta ao meio de origem,
tendo sido refletido irregularmente, com os raios refletidos deixando de ser
paralelos, ocorre quando a superfície é opaca e rugosa.

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->Refração regular à
O feixe de raios paralelos atravessa a superfície e continua se propagando no
outro meio.

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->Absorçãoà
O feixe de raios paralelos incide em uma superfície e não se reflete nem se
refrata.



Princípios da óptica
geométrica

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; O
princípio de propagação retilínea dos Raios Luminosos justifica o raio de luz
por meio de um segmento de reta orientado.

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Pelo
princípio de Reversibilidade dos Raios Luminosos, nos meios transparentes,
homogêneos e isótropos a trajetória seguida por um raio de luz não se altera
quando o sentido do seu percurso é invertido.

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; E o
Princípio de Independência dos Raios Luminosos estabelece que os raios de luz,
ao se cruzarem, seguem sem nenhuma de suas características.



Aplicações da propagação retilínea

A formação de
sombras e penumbras é uma das muitas consequências e aplicações do princípio da
propagação retilínea da luz, o qual diz que em meio homogêneo e transparente a
luz se propaga sempre em linha reta.&nbsp;

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; A&nbsp;sombra&nbsp;é
definida como uma região onde há ausência parcial de luz, fato esse que é
proporcionado pela existência de um obstáculo opaco, ou seja, meio que não
permite a passagem de luz. A luminosidade apresentada pela sombra é
proporcional à opacidade do objeto, sobre o qual incide a luz.&nbsp;

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; A&nbsp;penumbra&nbsp;é
diferente da sombra, pois se trata de um ponto de transição entre a luz e a
sombra. Imagine um corpo sendo iluminado por uma fonte de luz extensa, ou seja,
não puntiforme. Desse acontecimento teremos regiões que não serão atingidas
pelos raios luminosos, são as sombras, e regiões que serão atingidas por apenas
alguns raios de luz, essa é a região de penumbra.



Eclipses

É o alinhamento perfeito entre o
Sol, a Lua e a Terra, onde a Lua projeta a sua sombra na superfície da
Terra.&nbsp;

Na região de sombra o
observador&nbsp; vê o eclipse total.

Na região de penumbra o
observador vê o eclipse parcial.

Na região iluminada não vê o
eclipse.



Eclipse Lunar

É o alinhamento perfeito entre a
Lua, Terra e o Sol. Quando se alinham nessa ordem, a lua penetra na região de
sombra da terra, ocorrendo então o Eclipse Lunar



Eclipse Solar

Esse
fenômeno só se realiza quando os três astros estão alinhados. (Sol, Lua, Terra)



Quando
acontece o eclipse solar, ele é total para a região de sombra projetada pela
lua.

Uma
pessoa na superfície da terra, situada nessa área, não recebe luz alguma,
apesar de ser dia. Para a região de penumbra projetada pela lua, o eclipse
solar é parcial.



As fases da Lua

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; A interação gravitacional
entre a Lua e a Terra e as forças de maré fizeram com que a primeira sofresse
um freamento de sua velocidade orbital, de modo que o seu período de rotação
igualasse a velocidade de translação em torno da Terra. Por isso, sempre vemos
a mesma face da Lua. Mas a posição do Sol ilumina frações distintas dessa face
voltada para nós, de modo que vemos nosso satélite mudando de aparência ao
longo do mês, passando pelas chamadas fases da Lua.



As constelações
indígenas brasileiras

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Os
povos de antigamente acreditavam que no céu as estrelas fazem desenhos com
linhas invisíveis.

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Um
conjunto de treze constelações situadas em uma faixa do céu próxima à
trajetória anual do Sol: Peixes, Touro, Áries, Gêmeos, Câncer, Leão, Virgem,
Libra, Escorpião, Ophiuchus, Sagitário, Capricórnio e Aquário descrito pelo
grego e árabe.



Ângulo Visual

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Denomina-se
ângulo visual, o ângulo através do qual enxergamos o tamanho das coisas. Ele
depende da distância entre o observador e o objeto: os mais afastados parecem
menores porque o ângulo de visão diminui com o distanciamento entre os olhos e
as coisas.



Câmara escura de
orifício

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; É o
precursor da máquina fotográfica. Ela é uma caixa de paredes opacas com um
pequeno buraco no centro de uma das faces.

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Devido
à semelhança do triângulo MNO com o triângulo M’N’O, pode-se concluir que:

<!--[if gte msEquation 12]><span
   style='font-size:16.0pt;mso-ansi-font-size:16.0pt;font-family:"Cambria Math","serif";
   mso-ascii-font-family:"Cambria Math";mso-hansi-font-family:"Cambria Math";
   font-style:italic;mso-bidi-font-style:normal'><i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:16.0pt;mso-bidi-font-size:
   11.0pt;line-height:115%;font-family:"Cambria Math","serif"'>MN<i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:16.0pt;mso-bidi-font-size:
   11.0pt;line-height:115%;font-family:"Cambria Math","serif"'>M'N'<![endif]--><!--[if !msEquation]-->
 
 
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
 
 
 

 
<!--[endif]-->&nbsp;= <!--[if gte msEquation 12]><span
   style='font-size:16.0pt;mso-ansi-font-size:16.0pt;font-family:"Cambria Math","serif";
   mso-ascii-font-family:"Cambria Math";mso-fareast-font-family:"Times New Roman";
   mso-fareast-theme-font:minor-fareast;mso-hansi-font-family:"Cambria Math";
   font-style:italic;mso-bidi-font-style:normal'><i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:16.0pt;mso-bidi-font-size:
   11.0pt;line-height:115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-fareast-font-family:
   "Times New Roman";mso-fareast-theme-font:minor-fareast'>p<i
   style='mso-bidi-font-style:normal'><span style='font-size:16.0pt;mso-bidi-font-size:
   11.0pt;line-height:115%;font-family:"Cambria Math","serif";mso-fareast-font-family:
   "Times New Roman";mso-fareast-theme-font:minor-fareast'>p'<![endif]--><!--[if !msEquation]-->
 
<!--[endif]-->

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Essa
expressão é conhecida como Equação da Câmara Escura.

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->MN= Tamanho (altura) do objeto

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->M’N’= Tamanho da imagem

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->p = Distância do objeto ao orifício

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->p’ = Distância do orifício à imagem



Cores e velocidades
da luz

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; A luz
do Sol ou de uma lâmpada comum é chamada de luz branca ou luz visível. Quando essa
luz branca atravessa um prisma de vidro, ela se decompõe em infinitas cores
(cada uma dessas cores possuindo infinitos matizes), sempre obedecendo a ordem.

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Na
passagem da luz branca de um meio, como o ar, para o outro, como o vidro, muda
a velocidade de propagação de cada uma das cores no interior do vidro, o que
faz com que elas se separem.

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; A
velocidade da luz é diferente nos diversos meios existentes. No vácuo, sua
velocidade, internacionalmente representada pela letra c, de celeritas (palavra
latina que significa “rapidez”) é de aproximadamente 3.108 m/s.

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 

O fenômeno da Cor

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; A cor é
uma interpretação fisiológica ao recebimento de uma luz de determinado
comprimento e só existem por alguns dispositivos do olho, os cones. Dependendo
dos cones podemos ver mais ou menos cores. Por exemplo: se colocarmos um corpo
sob luz solar, ele mostra-se verde.



Filtro de luz

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; É qualquer
material transparente que deixa passar a luz. E um filtro vermelho é aquele que
deixa passar a luz vermelha.

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Mimetismo
é quando objetos e animais conseguem se adaptar ao ambiente mudando de cor.

As cores nas artes
visuais

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; De acordo com as sensações
que as cores provocam, recebem as seguintes classificações: cores quentes,
dinâmicas, frias e estáticas. Também pode ser chamadas de primárias,
secundárias e terciárias.

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Para
que as obras de artes tenham uma boa expressão visual, tem que ser combinadas
adequadamente com os tipos de harmonia das cores, que são:

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->Harmonia monocromática: Com diferentes graus de
tonalidades;

<!--[if !supportLists]-->·&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
<!--[endif]-->Harmonia análoga: Derivadas de cor primária.



Fonte:&nbsp;Texto baseado no livro de
física vol. 2 para Ensino Médio; editora Saraiva - 1ª edição_2010 São Paulo;
autores: Kazuhito Yamamoto e Luiz Felipe Fuke