Óptica Geométrica e Reflexão da Luz

Prévia do material em texto

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