Show A geometria da luzA óptica é o ramo da física que estuda a luz e os fenômenos luminosos. Na óptica geométrica, os físicos estudam o comportamento dos raios luminosos, sem se preocupar com a natureza da luz. E a ferramenta utilizada para analisar esse comportamento é a geometria. Os raios são representados por linhas orientadas (setas), que indicam a direção e o sentido da propagação da luz. Há muito tempo os físicos discutem a natureza da luz. Hoje sabemos que a luz tem um comportamento estranhíssimo: ora se propaga como onda, ora como um pacote de energia. A velocidade da luz no vácuo, de 300 000 km/s, é a máxima possível no universo. Natureza da luz: Há muito tempo os físicos discutem a natureza da luz. Hoje sabemos que a luz tem um comportamento estranhíssimo: ora se propaga como onda, ora como um pacote de energia. A velocidade da luz no vácuo, de 300 000 km/s, é a máxima possível no universo. CONCEITOS BÁSICOSSão corpos luminosos aqueles que produzem e emitem raios de luz, como o Sol, as estrelas e as lâmpadas.
Esses corpos são fontes primárias de luz. Já os corpos que apenas reenviam a luz recebida de outras fontes são chamados corpos iluminados. É o caso dos planetas, da Lua ou de uma folha de papel. Os corpos iluminados são fontes secundárias de luz. Um raio de luz viaja sempre em linha reta. Mas um feixe pode ter diferentes comportamentos PRINCÍPIOS FUNDAMENTAISToda a óptica geométrica se baseia em três princípios fundamentais: o princípio da propagação retilínea, o da reversibilidade dos raios e o da independência dos raios. • Propagação retilínea: Em um meio homogêneo e transparente, a luz se propaga em linha reta. • Princípio da reversibilidade dos raios: A trajetória descrita por um raio de luz independe do sentido do percurso. Quando o sentido de propagação de um raio é invertido, a trajetória descrita por ele não se altera. • Princípio da independência dos raios: Quando dois raios de luz se cruzam, cada um mantém sua trajetória original, como se o outro não existisse. Os raios luminosos se propagam independentemente uns dos outros. REFLEXÃO DA LUZÉ o fenômeno que ocorre quando um raio de luz incide sobre uma superfície que separa dois meios diferentes e retorna para o meio em que se encontrava inicialmente. Dependendo do tipo de superfície atingida pelos
raios de luz, pode ocorrer a reflexão difusa ou a reflexão regular (ou especular). O grande físico alemão comprovou que a luz é constituída de pequenos pacotes de energia, os fótons. Quando um fóton bate numa superfície metálica, sua energia é absorvida por um elétron do metal, que escapa da superfície. Vários elétrons escapando criam uma corrente elétrica. É o efeito fotoelétrico, que transforma a luz do Sol em eletricidade, nos painéis solares. A reflexão regular é regida por duas leis: Reta normal: É uma reta imaginária perpendicular à superfície refletora. Essa reta faz ângulos de mesma medida com o feixe de luz ESPELHO PLANOUm espelho plano é uma superfície polida e plana que produz reflexão regular. Se traçarmos o prolongamento dos raios refletidos, veremos que eles se encontram em um ponto P’ , localizado “atrás” do espelho. Veja como a distância entre o objeto real P e o espelho é sempre igual à distância entre P’ e o espelho: Quando o objeto refletido é extenso, formado por um conjunto de pontos, determinamos sua imagem pela localização da imagem de cada um dos pontos. Veja: Num espelho plano, a imagem tem o mesmo tamanho e é simétrica em relação ao espelho. Mas não se pode dizer que a imagem seja invertida. O termo correto para a alteração registrada na imagem, num espelho plano (em que o lado direito parece o esquerdo e as letras aparecem revertidas) é enantiomorfa. O termo, que é grego, significa “forma contrária”. Um observador
está próximo a um espelho plano e a três objetos posicionados nos pontos P1 , P2 e P3, conforme o esquema abaixo. Para que o
observador possa ver a imagem de um objeto, os raios de luz que partem desse objeto devem atingir os olhos dele. Para saber Qual a diferença entre reflexão regular e irregular?Existem dois tipos de reflexão: regular e difusa. A reflexão regular é aquela em que é possível enxergar uma imagem refletida, enquanto a difusa é a reflexão que emana de objetos que não são dotados de superfícies suficientemente lisas para promover uma reflexão regular.
Como ocorre a reflexão regular?A reflexão regular da luz ocorre quando o raio luminoso incidente e o refletido obedecem às leis de reflexão da luz, como veremos adiante. A figura a seguir nos ajuda a entender como funciona a reflexão regular da luz. Observe: Na reflexão regular, o ângulo de incidência da luz é igual ao ângulo de reflexão.
O que acontece com os ângulos de reflexão e de refração quando o ângulo de incidência diminui?Esse fenômeno só ocorre se o ângulo de incidência for maior que o chamado ângulo limite. O ângulo limite é o menor ângulo de incidência necessário para que o ângulo de refração de um raio de luz, na passagem de um meio com maior para outro com menor índice de refração, seja de 90º.
Quando ocorre a reflexão difusa?Reflexão difusa da luz (irregular): acontece quando se tem uma superfície refletora que não é polida, após a incidência, e a luz se espalha em todas as direções e sentidos.
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