Óptica

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ÓPTICA
ONDAS ELETROMAGNÉTICAS
São aquelas capazes de se propagar no vácuo e formadas pela combinação dos campos elétrico e magnético. Graças a esse tipo de onda as pessoas podem ver TV, acessar a internet e ouvir música.
Existem sete tipos de ondas eletromagnéticas.
TIPOS DE ONDAS ELETROMAGNÉTICAS
• Ondas de rádio
• Micro-ondas
• Infravermelho
• Luz visível
• Raios ultravioletas
• Raios X
• Raios gama
AGORA É COM VOCÊS!
 Vocês sabem como funcionam as micro-ondas?
TIPOS DE ONDAS ELETROMAGNÉTICAS
LUZ VÍSIVEL
Luz é uma forma de radiação eletromagnética cuja frequência é visível ao olho humano. 
A luz pode propagar-se no vácuo com velocidade de aproximadamente 300 mil km/s (3. 108 m/s). 
As frequências de luz que são visíveis ao olho humano são chamadas de espectro visível, essas ondas têm comprimentos entre 400 nm e 700 nm.
LUZ VÍSIVEL
Ondas eletromagnéticas que apresentam frequências menores que a da luz visível são chamadas de infravermelho, enquanto as que apresentam frequências maiores são chamadas de ultravioleta.
AGORA É COM VOCÊS!
 Vocês conhecem as utilidades do infravermelho e do ultravioleta?
LUZ VÍSIVEL
INFRAVERMELHO
ULTRAVIOLETA
AGORA É COM VOCÊS!
 Vocês sabem o que são fontes de luz primária e secundária?
CONCEITOS BÁSICOS: FONTE DE LUZ
 Primárias: são capazes de produzir a sua própria luz, também são chamadas de corpos luminosos. 
Exemplo: fósforo aceso, Sol, lâmpada acesa.
CONCEITOS BÁSICOS: FONTE DE LUZ
 Secundárias: são capazes apenas de refletirem a luz que incide sobre elas, também são conhecidas como corpos iluminados. 
Exemplo: lua, nuvens, pessoas.
CONCEITOS BÁSICOS: RAIOS DE LUZ
São a representação geométrica da trajetória da luz, indicando sua direção e o sentido da sua propagação. 
Representa-se um raio de luz por um segmento de reta orientado no sentido da propagação.
CONCEITOS BÁSICOS: FEIXE DE LUZ
Cônico convergente: os raios de luz convergem para um ponto.
CONCEITOS BÁSICOS: FEIXE DE LUZ
Cônico divergente: os raios de luz divergem a partir de um ponto.
CONCEITOS BÁSICOS: FEIXE DE LUZ
Cilíndrico paralelo: os raios de luz são paralelos entre si.
CONCEITOS BÁSICOS: MEIOS DE PROPAGAÇÃO
Meio transparente: É um meio óptico que permite a propagação regular da luz, ou seja, o observador vê um objeto com nitidez através do meio. 
Exemplos: ar, vidro comum, papel celofane, etc.
CONCEITOS BÁSICOS: MEIOS DE PROPAGAÇÃO
Meio translúcido: É um meio óptico que permite apenas uma propagação irregular da luz, ou seja, o observador vê o objeto através do meio, mas sem nitidez.
CONCEITOS BÁSICOS: MEIOS DE PROPAGAÇÃO
Meio opaco: É um meio óptico que não permite que a luz se propague, ou seja, não é possível ver um objeto através do meio.
FENÔMENOS ÓPTICOS: REFLEXÃO
A reflexão da luz é responsável por conseguirmos enxergar a maior parte dos objetos ao nosso redor. 
A maioria desses corpos são fontes secundárias de luz, também chamados de corpos iluminados, ou seja, apenas refletem os raios luminosos que chegam até eles.
FENÔMENOS ÓPTICOS: REFLEXÃO
Quando uma superfície é suficientemente lisa ou polida, é possível que ela reflita a luz de maneira regular, isto é, com os ângulos de incidência e de reflexão iguais. 
Esse tipo de reflexão permite enxergarmos imagens refletidas, como quando olhamos para um espelho ou para uma bandeja de prata polida.
FENÔMENOS ÓPTICOS: REFLEXÃO
As imagens formadas são chamadas de imagens virtuais, as quais são formadas “atrás” da superfície por meio do cruzamento dos prolongamentos dos raios de luz.
FENÔMENOS ÓPTICOS: REFLEXÃO
Quando incide sobre uma superfície de relevo acidentado ou áspero, a luz sofre reflexão difusa, mesmo que microscopicamente. 
Durante esse fenômeno, os ângulos de incidência e de reflexão são diferentes, por isso, não conseguimos enxergar imagens refletidas nessas superfícies.
LEIS DA REFLEXÃO 
1ª lei da reflexão: O raio de luz refletido e o raio de luz incidente, assim como a reta normal à superfície, pertencem ao mesmo plano, ou seja, são coplanares.
LEIS DA REFLEXÃO 
LEIS DA REFLEXÃO 
2ª Lei da reflexão: O ângulo de reflexão (r) é sempre igual ao ângulo de incidência (i).
i = r
EXEMPLO 1
O ângulo de reflexão, em um espelho plano, é de 50°. Qual o valor do ângulo formado entre o raio refletido e a superfície do espelho?
EXEMPLO 2
O ângulo entre um raio de luz que incide em uma superfície e o raio de luz refletido por ela é igual a 80º. Qual é o ângulo entre o raio incidente e a reta normal? E qual é o ângulo entre o raio refletido e a superfície?
EXEMPLO 1
(PUC – SP) O ângulo de incidência, em um espelho plano, é de 30º. Qual o valor do ângulo formado entre o raio refletido e a superfície?
FENÔMENOS ÓPTICOS: REFRAÇÃO
A refração ocorre quando a luz é transmitida através da interface de dois meios transparentes, como o ar e a água. 
Nesse processo, a luz sofre uma mudança em sua velocidade de propagação, podendo ficar mais rápida ou mais lenta, dependendo do índice de refração do meio em que adentra.
FENÔMENOS ÓPTICOS: REFRAÇÃO
O índice de refração é uma grandeza adimensional e é dada pela razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio.
FENÔMENOS ÓPTICOS: REFRAÇÃO
O índice de refração pode ser calculado através da fórmula abaixo:
 
n: índice de refração
c: velocidade da luz no vácuo (3,0.108 m/s)
V: velocidade da luz em outros meios       
EXEMPLO 1
(UFRR) Em um experimento, temos uma placa de vidro que é atravessada por um feixe de luz. Nesta placa de vidro, em especial, a velocidade da luz é 2,5.108 m/s.
Considerando a velocidade da luz no vácuo como sendo igual a 3,0.108 m/s, marque a alternativa que corresponde ao índice de refração do vidro neste experimento.
a) 7,5
b) 1,5
c) 1,2
d) 0,83
e) 5,5
EXEMPLO 2
Quando passa através de um vidro, a velocidade de um raio de luz torna-se 2,0.108 m/s. O índice de refração desse meio é de:
Dados: c = 3,0.108 m/s
a) 3,0
b) 2,0
c) 1,5
d) 0,5
e) 1,25
FENÔMENOS ÓPTICOS: REFRAÇÃO
A lei de Snell-Descartes permite que calculemos o ângulo de refração da luz.
n1 . sen 𝜽1 = n2 . sen 𝜽2
n1: índice de refração do meio 1
n2: índice de refração do meio 2
sen θ1: seno do ângulo de incidência
sen θ2: seno do ângulo de refração
FENÔMENOS ÓPTICOS: REFRAÇÃO
Além disso, a velocidade da luz em qualquer meio físico depende de sua frequência, por isso, cada cor propaga-se com velocidade levemente diferente. 
Em virtude disso, ao passar por um prisma, a luz dispersa-se nas cores do arco-íris, conhecidas como espectro visível. 
O fenômeno em que a luz branca separa-se nas diferentes cores visíveis é chamado de dispersão da luz.
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