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Aula 1. Introdução à Óptica
Prof. Albert S. Reyna 
(UACSA-UFRPE)
Física Geral 4
1. Definição:
ÓPTICA
Parte da física que trata da luz e fenômenos da visão.
ÓTICA:
Palavra grega otikós. Adjetivo que se refere ao ouvido ou à região 
auditiva
ÓTICA:
Palavra grega otikós. Adjetivo que se refere ao ouvido ou à região 
auditiva
Nossa disciplina:
- Propagação da luz
- Interação luz-matéria
2. Categorias de nossa disciplina:
Óptica
Geométrica Física
Fonte: 
https://maggiesscienceconnection.wee
bly.com/dual-nature-of-light.html
- Luz como raios
- Reflexão
- Refração
- Imagens (Lentes, 
espelhos)
- Luz como ondas
- Coerência
- Interferência
- Difração
3. A óptica geométrica que estudaremos e sua conexão 
com a história Antiguidade
Euclides de Alexandria (~300 a.C): A ótica e catóptrica
Existência do raio visual
Propagação retílínea da luz
Ângulo incidência = ângulo de reflexão
Cláudio Ptolemeu (~100 a.C): Óptica
Medidas de ângulo de incidência e reflexão
Princípio de proporcionalidade Τ𝜃𝑖𝑛 𝜃𝑟𝑒𝑓 = 𝑐𝑡𝑒
Ângulos de refração tabelados
Idade Média
Abu Ali Haçane ibne Alhaitame (Alhazém) (~1000 d.C): 
Livro de Óptica
Rejeita a existência do raio visual
Propagação da luz em espelhos planos e esféricos
Corrige os ângulos de refração tabelados
Roger Bacon (~1200 d.C):
Introduziu trabalhos alquímicos de uso de lentes
Jordan Mang-Osan
(2014)
pirografia
Idade Moderna
Galileu Galilei (1564 - 1642): 
Telescópio refrativo (ocular côncava) – ideia de Hans 
Lippershey (1587-1619)
Descobriu as luas de Júpiter, os 
anéis de Saturno e a rotação do Sol
Fonte: 
https://www.sbfisica.org.br/v1/portalpi
on/index.php/artigos/26-galileu-
galilei-o-mensageiro-das-estrelas
Luneta de Galileu
Superfície da Lua 
por Galileu
Manchas solares 
por Galileu
Johannes Kepler (1571 - 1630): Livro Dioptrice
Esclarece o mecanismo da visão a partir da refração
Telescópio Kepleriano e as leis de Kepler
Cap.34 Halliday – Imagens 
Imagens em um espelho côncavo
Zacharias Janssen (1588-1632): 
Microscópio com ocular côncava
Francesco Fontana (1580-1656): 
Microscópio com ocular convexa (com dois ou mais 
lentes)
Telescópio com duas lentes convexas
Renê Descartes (1596 - 1650): 
Lei de Refração (1637)
Willebrord Snellius (1580 - 1626): 
Lei de Refração (1626)
Cap.33 Halliday – Ondas Eletromagnéticas 
Pierre de Fermat (1601-1665): 
Princípio de tempo mínimo (propagação da luz 
em línea reta)
4. A óptica física que estudaremos e sua conexão com a 
história
Francesco Maria Grimaldi (1618-1663)
Fenômeno de difração da luz (as primeiras hipóteses 
do comportamento ondulatório da luz)
Fonte: 
https://www.vaticanobservatory.org/sa
cred-space-astronomy/religious-
scientists-fr-francesco-grimaldi-s-j-
1618-1663-optics-of-diffraction/
Cap.36 Halliday – Difração
Robert Hooke (1635-1703)
Experimentos de difração da luz
Observou padrões coloridos em filmes finos 
Desenvolveu um telescópio composto (Observação 
de uma célula)
Propôs a ideia da teoria ondulatória da luz
Fonte: Ulf Seifert, Wikimedia CommonsFonte: Wikipédia
Robert Hooke (1635-1703)
Experimentos de difração da luz
Observou padrões coloridos em filmes finos 
Desenvolveu um telescópio composto (Observação 
de uma célula)
Propôs a ideia da teoria ondulatória da luz
Fonte: Ulf Seifert, Wikimedia CommonsFonte: Wikipédia
Isaac Newton (1642-1727)
Experimentos de dispersão num prisma
Composição espectral da luz branca
Introduziu a teoria corpuscular que afirmava que “a 
luz é composta de corpos muito pequenos, emitidos 
por substâncias brilhantes”
Fonte: http://museuvirtual-fisica.blogspot.com/2017/08/dispersao-da-luz-branca.html
“Tendo escurecido o meu quarto, fiz um pequeno 
orifício na janela, de modo a deixar penetrar uma 
pequena quantidade conveniente de luz solar. 
Coloquei o prisma em frente ao orifício, de 
maneira que a luz, ao se refratar, indicasse na 
parede oposta. Foi um agradável divertimento 
observar as intensas e vivas cores ali projetadas...”
Comprimento de onda
Energia e frequência
Cap.33 Halliday – Ondas Eletromagnéticas 
Christiaan Huygens (1629-1695)
Experimentos de interferência e difração da luz
Estudou o efeito de birefringência (primeiramente 
observado por Erasmo Bartholin)
Introduziu a ideia de índice de refração
Defendia a teoria ondulatória da luz
Fonte: https://slideplayer.com.br/slide/1595685/Fonte: www.todocoleccion.net
Cap.35 Halliday – Interferência 
Isaac Newton
(Teoria corpuscular)
vs
Christiaan Huygens
(Teoria ondulatória)
Raios luminosos como ondas 
longitudinais que se propagam 
em um meio chamado de éter
Raios luminosos como corpúsculos 
muito pequenos lançados para fora 
dos corpos luminosos
O éter não pode existir!!
seria um meio 60k menos denso que 
a água e 70k mais elástico que o ar
Étienne-Louis Malus (1775-1812)
Experimentos de polarização da luz
Explicação de polarização com a reflexão usando a 
teoria corpuscular (analogia com o magnetismo)
Partículas e luz orientadas 
Reflexão em espelhos planos
O que acontece quando i = i’ = 54º35’?
Thomas Young (1773-1829)
Princípio da superposição para explicar a interferência 
em filmes finos
Experimento da dupla fenda
Fonte: https://mybigtoe.com.br/experimento-dupla-fenda-quantica/
Cap.35 Halliday –
Interferência 
Augustin Jean Fresnel (1788-1827)
Princípio da interferência (Huygens-Fresnel)
Fonte:
https://www.istockphoto.com
Cap.36 Halliday – Difração 
Thomas Young (1773-1829)
Luz é composto por ondas transversais
Fonte: Polarization – College Physics
Augustin Jean Fresnel (1788-1827)
Equações de reflexão, 
refração e transmissão
Fonte:
https://slideplayer.com
.br/slide/17776441/
Augustin Jean Fresnel (1788-1827)
François Jean Dominique Arago (1786-1853)
Ponto de Arago (ou ponto 
brilhante de Fresnel)Fonte:https://images.app.goo.gl/QVJnL6LkMSeYNZjF9
Consolidação da teoria ondulatória da luz
Medida da velocidade da luz
Galileo Galilei: Deteção de um raio luminoso entre 2 montanhas (sem sucesso)
Dane Ole Christensen Römer (1644-1710): 
intervalo entre eclipses da lua Io, de Júpiter
c = 2,3 x 108 m/s
Fonte: livro de Óptica Moderna – S. C. Zilio
Armand Hippolyte Louis Fizeau (1819-1896): 
intervalo entre raios de luz indo e voltando 
através de uma roda dentada
c = 3,15 x 108 m/s
Fonte: livro de Óptica Moderna – S. C. Zilio
Enquanto isso …
Carl Friedrich Gauss (1777-1855)
Michael Faraday (1791-1867) 
Heinrich Lenz (1804-1865)
André-Marie Ampère (1775-1836)
James Clerk Maxwell 
(1831-1879)
- Teoria Eletromagnética
- Luz é uma onda eletromagnética
Idade Contemporânea
Heinrich Hertz (1857-1894)
- Descobrimento das ondas de rádio 
(1º experimento da teoria 
eletromagnética)
Albert Abraham Michelson (1852-1931) 
Edward Williams Morley (1838-1923)
Interferômetro de Michelson-Morley questionava 
a existência do éter
Fonte: https://images.app.goo.gl/MJAhJcCzayoV2oJeA
Albert Einstein (1879-1955)
- Postulou a teoria da relatividade restrita 
e invalidou a existência do éter
- Postulou a teoria da relatividade geral
- Descobriu o efeito fotoelétrico (Prêmio Nobel de Física em 1921)
Reafirmou o comportamento dual da luz (onda e partícula)
Fonte: Wikipédia
… teoria da relatividade, mecânica quântica
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