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Óptica geométrica Óptica geométrica – quando a luz é considerada uma partícula e seus estudos são feitos a partir do conceito de raios de luz, conferindo um modelo geométrico para a luz. Princípios da Óptica Geométrica Existem três princípios adotados pela Óptica Geométrica para explicar os fenômenos luminosos. O primeiro é denominado Princípio da Propagação Retilínea da Luz e afirma que: “Em meios homogêneos e transparentes, a luz propaga-se em linha reta.” Esse princípio explica vários fenômenos, como a semelhança geométrica entre a sombra e o objeto que a produz, além da formação de penumbra e dos eclipses. O segundo princípio da Óptica Geométrica é o da independência dos raios luminosos, que tem o seguinte enunciado: “Quando dois ou mais feixes de luz se cruzam, um não altera a propagação do outro.” O- comprimento do objeto i- comprimento da sua imagem Do- a distancia do objeto Di- distancia do orifício e o anteparo O terceiro princípio, que é o da propagação reversível dos raios luminosos: A luz se reflete ao atingir uma superfície refletora. 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. Capítulo 19 https://brasilescola.uol.com.br/fisica/conceitos-basicos-otica-geometrica.htm https://brasilescola.uol.com.br/fisica/sombra-penumbra.htm https://brasilescola.uol.com.br/fisica/eclipse.htm https://brasilescola.uol.com.br/fisica/reflexao-luz.htm https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-refracao-luz.htm https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lentes-1.htm Reflexão da Luz Reflexão da luz é um fenômeno óptico em que uma onda eletromagnética visível incide em um determinado meio, retornando ao meio original no qual ela se propagava. Existem dois tipos de reflexão, chamados de reflexão regular e difusa. Reflexão da luz é um fenômeno óptico em que uma onda eletromagnética visível incide em um determinado meio, retornando ao meio original no qual ela se propagava. Existem dois tipos de reflexão, chamados de reflexão regular e difusa. Na reflexão regular, o ângulo de incidência da luz é igual ao ângulo de reflexão. Esse ângulo, por sua vez, é medido com relação à direção normal ao plano de reflexão. Exemplos de reflexão da luz Quando vemos o nosso reflexo em um espelho, retrovisor ou ainda na superfície de uma poça d'água, estamos observando a reflexão regular da luz. Quando enxergamos qualquer objeto que não esteja emitindo luz própria, mas não vemos nele o nosso reflexo, estamos observando a reflexão difusa da luz. Na reflexão difusa, os raios de luz incidente e refletido não formam o mesmo ângulo com relação à direção normal e não precisam estar contidos no mesmo plano. Leis da reflexão da luz As leis da reflexão da luz apontam quais são as condições necessárias para que ocorra a reflexão regular da luz. A primeira lei da reflexão afirma que os raios de luz incidente e refletido precisam formar o mesmo ângulo com relação à direção normal. A segunda lei da reflexão da luz afirma que os raios de luz incidente e refletido precisam estar contidos no mesmo plano. https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/ondas-eletromagneticas.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/ondas-eletromagneticas.htm Espelhos Planos Espelhos planos são superfícies planas, polidas e sem curvatura, capazes de promover a reflexão regular da luz. Quando os raios de luz são refletidos por espelhos planos, o ângulo dos raios refletidos é igual ao ângulo dos raios incidentes, além disso, os raios incidentes e refletidos encontram-se no mesmo plano. No caso dos espelhos planos, os raios de luz refletidos não se cruzam, em vez disso, são os seus prolongamentos que se cruzam para formar imagens. Nos espelhos planos, as imagens são formadas por prolongamentos de raios refletidos. Para que possamos enxergar o nosso reflexo em alguma superfície refletiva, esta deve promover a reflexão regular da luz, ou seja, refletir raios de luz com ângulo igual ao ângulo incidente. Quase todas as superfícies refletem a luz, as paredes brancas, por exemplo, são capazes de fazê-lo, no entanto, de maneira difusa. Em razão disso, é possível enxergá-las, entretanto, não podemos enxergar o nosso reflexo, uma vez que os raios de luz refletidos não apresentam ângulos iguais aos dos raios incidentes. imagens virtuais: são formadas pelo cruzamento de prolongamentos dos raios de luz são sempre diretas, ou seja, apresentam a mesma orientação vertical que os seus objetos; não podem ser projetadas sobre algum anteparo, diferentemente das imagens reais, que podem ser projetadas. Quando olhamos para um espelho plano, como aqueles que temos nos banheiros e móveis de casa, nossa imagem é formada atrás do espelho a mesma distância que nos encontramos da superfície refletora do espelho. Portanto, se você se encontra a 2 m de um espelho plano, sua imagem é formada 2 m atrás do espelho plano, a uma distância de 4 m até você. https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/reflexao-luz.htm Espelhos esféricos Assim como os espelhos planos, os espelhos esféricos obedecem às leis da reflexão, no entanto, a curvatura da sua superfície altera a forma das imagens, por isso, eles podem conjugá-las em diferentes posições e em diferentes tamanhos. Existem dois tipos de espelhos esféricos, os espelhos côncavos e os espelhos convexos. Enquanto os espelhos côncavos convergem a luz refletida, os convexos divergem-na. Espelhos côncavos Os espelhos côncavos têm o formato de uma cavidade esférica refletora. Eles apresentam uma superfície que reflete a luz, e outra, oposta e opaca, ou seja, que não permite a transmissão dela. Quando um feixe de luz incide paralelamente ao eixo de simetria do espelho côncavo, ele é refletido em direção a um ponto à frente do espelho, conhecido como foco. F– foco f–distância focal (m) V– vértice C- centro de curvatura R– raio de curvatura (m) Capítulo 20 Os principais raios notáveis (dois raios de luz) são: O raio de luz que incide paralelamente ao eixo de simetria e é refletido em direção ao ponto focal; O raio de luz que incide em direção ao ponto focal e é refletido paralelamente ao eixo de simetria; O raio de luz que incide em direção ao vértice e é refletido simetricamente, ou seja, com ângulo de reflexão igual ao ângulo de incidência; O raio de luz que incide na direção do centro de curvatura e é refletido nessa mesma direção. Os raios notáveis descritos são um artifício que facilita a determinação das características da imagem conjugada pelo espelho côncavo. Seu uso deve-se ao fato de que quaisquer raios de luz que incidam em superfícies refletoras côncavas serão refletidos assim como os raios notáveis o são. RI – raio de luz incidente RR – raio de luz refletido https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/espelhos-planos.htm https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/conceitos-importantes-optica.htm Espelhos esféricos Espelhos convexos Os espelhos convexos divergem a luz refletida em sua superfície, isto é, os raios de luz são espalhados após a reflexão, ao contrário do que ocorre com os espelhos côncavos. Sempre que olharmos para um espelho convexo, veremos uma imagem reduzida de nós mesmos. Esse tipo de espelho é muito utilizado em comércios, ônibus e locais de grande movimentação, onde se deseja ter o maior campo de visão possível. Diferentemente dos espelhos côncavos, os convexos só são capazes de produzir imagens virtuais. A formação de imagens nos espelhos convexos é simples, uma vez que há somente um caso: aquele em que a imagem conjugada é virtual (direta) e reduzida, como podemos observar: Fórmulas usadas nos espelhos esféricos Vamos conhecer as principais fórmulas para o cálculo dos espelhos esféricos, começando pela equação de Gauss, conhecida como a equação dos pontos conjugados, observe: Na equação, p e p’ representam, respectivamente, as posições do objeto e a posição da imagem conjugada. Se a imagemfor conjugada atrás do espelho, tratando-se, portanto, de uma imagem virtual, o sinal de p’ deverá ser negativo. https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/lei-gauss.htm
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