FÍSICA 09

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Luz 
Corpos luminosos emitem energia 
radiante em partículas; 
Estas partículas são lançadas 
intermitentemente em linha reta; 
As partículas atingem a retina e 
estimulam uma resposta 
visual.produz uma sensação visual. 
Teoria: Corpuscular 
Newton 
Luz era resultante da vibração molecular 
de materiais luminosos; 
Esta vibração era transmitida através de 
uma substância invisível e sem peso que 
existia no ar e no espaço, denominada 
“éter luminífero”; 
As vibrações transmitidas atuam na retina, 
simulando uma resposta que produz uma 
sensação visual. 
Teoria: Ondulatória 
Christiaan Huygens 
Os corpos luminosos 
emitem luz na forma de 
energia radiante; 
 
 A energia radiante se 
propaga na forma de 
ondas eletromagnéticas; 
 
 As ondas 
eletromagnéticas atingem 
a retina, estimulando a 
uma resposta que produz 
uma sensação visual. 
Teoria: Eletromagnética 
James Clerk Maxwell 
energia é emitida e absorvida em 
quantum, ou fóton. 
“ A energia na radiação não é 
contínua, mas dividida em 
minúsculos pacotes, ou quanta. ” 
Teoria: Quântica 
Max Planck 
Espectro eletromagnético 
Espectro eletromagnético 
Possui luz própria 
Fonte Primária 
Não possui luz própria 
Fonte secundária 
Raios 
Frentes de onda 
Na aproximação 
retilínea, admitimos que 
uma onda se propaga 
através de um meio 
avança sobre uma reta, 
na direção dos seus 
raios. Isto é, um raio é 
uma reta traçada na 
direção da propagação 
da luz. 
Aproximação retilínea da ótica geométrica 
A difração da luz não é fácil de observar pois as ondas de 
luz têm comprimentos de onda muito curtos 
Uma onda plana de comprimento de onda incidente sobre uma abertura de 
diâmetro d 
Quase não há difração 
observável e a aproximação 
retilínea é valida 
A difração se torna significativa A abertura se comporta como 
se fosse uma fonte puntiforme 
emitindo ondas esféricas 
Difração da Luz 
Reflexão especular, na qual os raios refletidos são todos 
paralelos entre si 
 Reflexão 
Narciso por Caravaggio 
 Reflexão 
Reflexão difusa, na qual os raios refletidos têm direções ao 
acaso 
Considerando um 
raio de luz que se 
propaga no ar e 
incide 
obliquamente 
sobre uma 
superfície plana 
polida. 
O ângulo de reflexão é igual ao ângulo de incidência 
i r 
Leis da Reflexão 
Raio 
Refletido 
Raio 
Incidente 
normal 
i 
r 
Variação da 
velocidade da 
luz, ao mudar 
de meio, em 
geral altera a 
sua direção 
de 
propagação. 
Refração da Luz 
Variação da velocidade da luz, ao mudar de meio, em geral 
altera a sua direção de propagação. 
Refração da Luz 
smc /10.3 8
No vácuo (velocidade máxima da luz) 
Num bloco de vidro 
smv /10.2 8
Velocidade da Luz 
v
c
n 
1, vácuoarn
O índice de refração, n, de um meio é o quociente 
entre a velocidade da luz no vácuo, c, e a 
velocidade da luz, v, neste meio. 
Índice de Refração 
Índice de Refração 
O fenômeno da 
refração consiste na 
mudança de direção 
de propagação de um 
feixe de luz ao passar 
de um meio para 
outro. Isto só pode 
ocorrer quando a luz 
se propaga com 
velocidades diferentes 
nos dois meios 
Refração da Luz 
i 
r 
1 
2 
N 
RI 
RR 
O ângulo de 
refração 
depende das 
propriedades 
dos dois meios 
e do ângulo de 
incidência. 
2
1
2
1
1
2
v
v
sen
sen
n
n



2211  sennsenn 
Lei de Snell 
V=225.000km/s V=200.000km/s V=125.000km/s 
Lei de Snell 
Raio que passa do 
meio com índice de 
refração n1 para o 
meio de índice de 
refração n2, com 
n1>n2. Quando o 
ângulo de incidência 
aumenta, o ângulo 
de refração aumenta 
até que 2 = 90
o 
Reflexão Total 
O ângulo de refração de 
incidência que provoca 
ângulo de refração igual a 
90o é chamado ângulo 
crítico, c 
2211 90 nsennsenn
o 
21
1
2 nn
n
n
sen c 
A reflexão interna total interna só acontece quando a luz tenta se 
propagar de um meio com um certo índice de refração para um 
outro meio com índice de refração mais baixo 
Ângulo Crítico 
Ângulo Crítico 
O ângulo de refração de 
incidência que provoca 
ângulo de refração igual a 
90o é chamado ângulo 
crítico, c 
2211 90 nsennsenn
o 
21
1
2 nn
n
n
sen c 
A reflexão interna total interna só acontece quando a luz tenta se 
propagar de um meio com um certo índice de refração para um 
outro meio com índice de refração mais baixo 
 Diamante 
Diamante O brilho intenso do diamante é 
devido à reflexão total. Seu ângulo limite é 
muito pequeno, da ordem de 23o e 
seu índice de refração é muito grande. 
Assim ele consegue aprisionar a luz em 
seu interior fazendo-a sofrer inúmeras 
reflexões totais e muito pouca refração 
para o meio exterior. 
Além disso, ele é lapidado de maneira 
que a luz fique mais tempo dentro dele 
de modo que a luz incidente numa das 
faces seja totalmente refletida nas 
outras. 
Princípio da independência dos raios luminosos 
Cada raio de luz se propaga 
como se fosse o único, não 
sendo bloqueado nem 
desviado pela existência de 
outros raios. 
 
Quando dois(ou mais) raios 
luminosos se cruzam, cada 
um se movimenta 
independente do outro. 
 
 Fibra Ótica 
A luz se propaga no interior 
do núcleo num caminho 
totalmente espelhado devido 
ao fenômeno da reflexão total 
E pelo princípio da 
independência dos raios 
luminosos permite que 
fibras ópticas possam 
transportar muitos dados 
ao mesmo tempo sem 
que se “misturem”. 
 Miragem 
Devido à variação da densidade do ar com a temperatura, temos a ilusão 
em dias quentes e secos, de poças de água, imagens de carros, de 
nuvens, etc., de miragens em desertos, pois o Sol em contato com o solo 
deixa o ar mais quente e consequentemente menos refringente que o ar 
das camadas superiores. Isso faz com que os raios de luz sofram reflexão 
total em camadas próximas ao solo, subam e atinjam os olhos de um 
observador, que terá a impressão de que no solo existe um espelho 
fornecendo a imagem do objeto. 
Profundidade Aparente 
Exercício 01: Desejando determinar a velocidade da luz 
em um certo tipo de vidro, fizemos um estreito feixe de 
luz, propagando-se no ar, incidir sobre um bloco daquele 
vidro com um ângulo de 1=30
o. Medindo o ângulo de 
refração, encontramos 2=19
o. 
a) Qual é o valor do índice de refração do vidro usado na 
experiência? 
b) Qual é o valor da velocidade de propagação da luz 
neste vidro? 
 
Exercício 02: (a) Achar o ângulo crítico na fronteira água-
ar, sendo 1,33 o índice de refração da água. 
(b) Use o resultado de (a) para prever o que um peixe 
verá se olhar para cima, para a superfície da água, sob 
um ângulo de 40o, de 49o e de 60o 
 
Isaac Newton foi quem descobriu o espectro visível. Utilizando-se de 
um prisma triangular, atravessou sobre ele um feixe de luz branca, 
tendo como resultado todas estas sete cores. 
• É decomposição da luz branca nas 7 cores que 
compõe o arco-íris. 
Dispersão da Luz Branca 
• É decomposição da luz branca nas 7 cores que 
compõe o arco-íris. 
Dispersão da Luz Branca 
O arco-íris ocorre devido à refração da 
luz nas gotículas de água no ar. 
Inicialmente, a luz branca proveniente 
do Sol sofre refração ao atingir cada 
gota de água, prosseguindo no interior 
dela. Quando atinge a outra superfície 
de separação da gota, ela sofre 
reflexão total e continua em seu 
interior. Ao atingir outro ponto da 
superfície de separação, as luzes 
coloridas sofrem nova refração e saem 
da gota, retornando à atmosfera 
separadamente, produzindo o efeito 
característico do arco-íris. 
Arco-íris 
Arco-íris 
Um observador situado na superfície da Terra não recebe todas as 
cores provenientes de uma só gota, pois estas cores, ao atingirem o 
solo, estão muito separadas umas das outras. Como se pode ver nafigura acima, a luz vermelha que chega ao observador é proveniente de 
gotas mais altas e a luz violeta, de gotas mais baixas. 
Cor 
Adição de todas as cores produz o branco. A ausência de todas 
as cores é o preto 
• Só podemos enxergar o 
que chega até nossos 
olhos. 
• Quando observamos um 
dado objeto de uma cor 
(exemplo: verde) iluminado 
com luz branca, a cor que 
vemos é a cor refletida e 
as outras cores (nesse 
caso: vermelho, 
alaranjado, amarelo, azul, 
anil e violeta) foram 
absorvidas pelo objeto. 
Cores 
Cores 
As cores das coisas 
dependem das cores da 
luz que os ilumina 
Lâmpada incandescente emite mais luz em frequências mais 
baixas do que em frequências altas, reforçando quaisquer 
vermelhos existentes nessa luz. 
 
Lâmpadas fluerescentes são mais ricas em altas frequências e, 
assim, os azuis ficam reforçados quando submetidos a ele. 
Absorção 
A energia luminosa se transforma em energia térmica 
http://www.agencia.fapesp.br/materia/8008/especiais/cores-que-ajudam-a-economizar.htm 
Transmissão 
Somente é transmitido a energia na frequência da luz 
azul; a energia de outras frequências é absorvida e 
acaba esquentando o vidro 
O olho humano sente o espectro de cores usando uma combinação da 
informação vinda das células localizadas no olho, chamadas de cones e 
bastonetes. Os bastonetes são mais adaptados a situações de pouca luz, 
responsáveis pela detecção da intensidade da luz. Os cones, por outro 
lado, funcionam melhor com intensidades maiores de luz e são capazes 
de diferenciar as cores. Existem três tipos de cones nos nossos olhos, 
cada um especializado em comprimentos de luz curtos (azul), médios 
(verde) ou longos (vermelho). O conjunto de sinais possíveis dos três 
tipos de cones define a gama de cores que conseguimos ver. 
http://www.newsdesk.umd.edu/scitech/release.cfm?ArticleID=942 
Misturando luzes 
Vermelho + Azul = Magenta 
Vermelho + Verde = Amarelo 
Azul + Verde = Ciano