A óptica é uma área da física que busca compreender um grande número de fenômenos relacionados à luz. Em vista disso, ela pode ser compreendida como um caso particular da ondulatória, que estuda o comportamento das ondas de todo o espectro eletromagnético e não somente da luz visível. Show
No âmbito da física clássica, a óptica divide-se em duas subáreas — óptica geométrica e óptica física. Não obstante, ao levar-se em conta os conhecimentos da física moderna, há também a óptica quântica — uma área que estuda o comportamento quântico e corpuscular da luz e de outras radiações, bem como a sua interação com a matéria. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) Saiba mais: Principais conceitos da física Óptica geométricaA óptica geométrica interpreta a luz como segmentos de reta, chamados raios de luz. Os raios de luz são usados para ilustrar a direção e o sentido de propagação da luz. Grande parte dos fenômenos luminosos que observamos em nosso cotidiano pode ser explicada unicamente com as contribuições da óptica geométrica, como as sombras, os eclipses e a reflexão da luz. A óptica geométrica faz uso de uma concepção de luz relativamente simples, por isso, por meio dela podemos explicar facilmente como ocorre a formação de imagens em sistemas ópticos refletores, como espelhos planos e esféricos, mas também em sistemas ópticos refratores, como lentes delgadas, prismas e outros. A compreensão dos fenômenos luminosos, de acordo com a óptica geométrica, envolve alguns princípios, por isso, vamos entender cada um deles no próximo tópico. Caso queira acompanhar mais sobre essa subárea da óptica, leia nosso texto: Óptica geométrica. Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) Princípios da óptica geométricaEsses princípios explicam como os raios de luz comportam-se em diversas situações. Eles são válidos sob condições específicas que envolvem meios ópticos homogêneos (de índice de refração constante) e isotrópicos (que apresentam as mesmas propriedades, independentemente da direção). Conheça cada um desses princípios:
Óptica ondulatóriaÉ a divisão da óptica que interpreta a luz como uma onda eletromagnética, com frequência e comprimento de onda bem definidos. A óptica ondulatória permite a compreensão de fenômenos que não podem ser explicados pela óptica geométrica, tais como a interferência, difração, polarização etc. Veja mais: Ondas – conceito, natureza e tipos Conceitos importantes da ópticaConfira neste tópico alguns conceitos fundamentais para o seu estudo da óptica. Fontes de luzChamamos de fonte de luz qualquer corpo que emana luz. Existem basicamente dois tipos de fontes de luz: primárias e secundárias:
Além das classificações relacionadas à forma como a luz emerge dos corpos, as fontes de luz podem ser divididas entre fontes puntiformes e fontes extensas, confira:
Veja também: Fluorescente ou fosforescente? Diferenças entre esses fenômenos luminescentes CoresQuando uma luz branca incide sobre algum objeto, parte dela é absorvida por ele. Essa luz que foi absorvida pode ser transmitida diretamente para os átomos, excitando-os e fornecendo-lhes energia térmica, por exemplo. No entanto, parte da luz incidente será refletida de volta, e é essa parte que define a cor dos corpos iluminados, portanto, quando olhamos para uma bola vermelha, só a vemos assim porque seus átomos não são capazes de absorver a luz vermelha. As cores são também a forma como o cérebro interpreta os estímulos visuais. O olho humano é capaz de detectar um intervalo de frequências de ondas eletromagnéticas conhecido como radiação visível, que se estende entre o infravermelho e a radiação ultravioleta. O olho humano conta com diferentes tipos de células sensíveis a três picos de frequência, que correspondem às cores verde, vermelho e azul. É com base na combinação desses três estímulos que o cérebro humano “cria” a nossa percepção das cores. Veja também: Amarelo, laranja, vermelho... Afinal de contas, qual é a cor do Sol? Luz monocromáticaÉ aquela que apresenta idealmente uma única frequência, ou seja, uma única cor. A luz branca, por exemplo, é policromática, ou seja, é composta por diversas frequências de luz. Meios ópticosPodem ser transparentes, translúcidos ou opacos, vamos conferir as características de cada um deles:
Sistemas ópticosSão meios ópticos dispostos em formas e tamanhos diferentes, usados para manipular a direção da propagação da luz. Existem sistemas ópticos refletores e refratores.
Sombra e penumbra As sombras são produzidas quando algum meio opaco intercepta os raios de luz. Quando isso acontece, forma-se uma região do espaço onde não há incidência direta dos raios de luz, essa região é chamada de sombra. A penumbra, por sua vez, é parcialmente iluminada pelos raios de luz e localiza-se em uma região de transição entre a sombra e a luminosidade. As penumbras são produzidas quando objetos opacos são iluminados por fontes extensas de luz. Se quiser aprofundar-se mais na formação desses efeitos, leia: Sombra e penunbra. Fenômenos ópticosSão eventos que podem ser observados e que ocorrem pela interação da luz com a matéria. Confira as propriedades dos principais fenômenos desse tipo: ReflexãoOcorre quando a luz incide sobre uma superfície refletora e retorna para o seu meio de propagação de origem. Existem dois tipos de reflexão: regular e difusa. Na reflexão regular, os ângulos de incidência e reflexão são iguais, e os raios incidente e refletido encontram-se no mesmo plano, possibilitando a formação de imagens refletidas. Já na reflexão difusa, não é possível enxergar imagens refletidas. RefraçãoÉ caracterizada pela passagem da luz através de dois meios de diferentes índices de refração. Quando a luz atravessa meios com diferentes refringências, sua velocidade de propagação muda, fazendo com que possam ocorrer desvios laterais em sua trajetória. Quer saber mais sobre esse tipo de fenômeno óptico, leia: Refração da luz. AbsorçãoÉ o fenômeno em que uma parte ou até mesmo toda a luz incidente sobre um corpo é absorvida. Corpos capazes de absorver toda a luz incidente sobre ele são conhecidos como corpos negros. A maioria dos corpos, entretanto, não são negros, isto é, absorvem somente uma parte da luz incidente. A cor das fontes secundárias de luz é determinada pelo espectro de absorção daquele corpo, ou seja, pela sua capacidade de absorver determinadas frequências da luz visível. A figura ilustra os fenômenos ópticos da reflexão, absorção e transmissão.TransmissãoÉ um processo em que a luz atravessa um meio óptico translúcido ou transparente. Quando a luz é transmitida através desses tipos de meios, sua velocidade pode mudar, bem como sua direção de propagação, o que caracteriza uma refração. DifraçãoOcorre quando a luz atravessa uma fenda de dimensões parecidas com seu comprimento de onda. Quando isso acontece, a fenda passa a produzir frentes de ondas circulares. Além disso, a diferença entre os espaços percorridos pelas frentes de ondas esféricas produz um padrão de interferência, que produz regiões de alta intensidade luminosa, seguidas de regiões de baixa intensidade luminosa. Para aprofundar-se a respeito dessa propriedade das ondas, leia: Difração. InterferênciaÉ um fenômeno em que a diferença de fase entre duas ou mais ondas produz regiões de alta ou baixa intensidade luminosa. Chamamos de interferência construtiva a interação entre ondas que produz ondas de maior amplitude; e de interferência destrutiva, a produção de ondas de amplitude mais baixa ou até mesmo nula em alguns pontos do espaço. PolarizaçãoÉ o nome que se dá ao processo que seleciona qual deve ser a direção de oscilação do campo elétrico de uma onda eletromagnética. Para que isso aconteça, a onda deve passar através de um polarizador, que eliminará todas as componentes do campo elétrico que não oscilem na direção desejada. A óptica estuda, entre outros fenômenos, a dispersão da luz branca quando refratada.Publicado por Rafael Helerbrock Quais são os princípios da óptica geométrica?Três princípios regem a Óptica Geométrica: a propagação retilínea da luz, a independência dos feixes de luz e a reversibilidade do trajeto da luz. Os três tipos de superfícies sobre os quais a luz incide são: transparentes, translúcidos e opacos.
Quando a luz incide na fronteira separadora de dois meios pode sofrer reflexão absorção e refração?Quando a luz incide numa fronteira separadora de dois meios, pode sofrer reflexão, absorção e refração. III. Ao observarmos uma pessoa através de um espelho plano, também seremos vistos por ela. Este fenômeno é descrito pelo Princípio da Independência dos Raios Luminosos.
Quais os princípios da óptica geométrica e as consequências dos mesmos?A Óptica Geométrica é responsável pelo estudo de vários conceitos físicos, entre eles a formação de sombra, penumbra e eclipse; a reflexão e a refração da luz, bem como a formação da imagem em espelhos, nas lentes e nos instrumentos ópticos.
Quando a luz branca atravessa um prisma transparente?Quando a luz branca atravessa um prisma transparente ela decompõe-se, tornando evidente o espectro de cores que se une para formá-la.
|