APRESENTACAO ÓPTICA 01 (Luz, fases da Lua, câmara escura, reflexão e espelhos planos)

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18/10/2018
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Óptica 1
(Luz, fases da Lua, câmara escura, 
reflexão e espelhos planos)
FÍSICA
Tio Robson Florentino
robflorentino@gmail.com
(22) 99900-9234
A óptica é dividida em duas partes:
�Geométrica – Estuda os fenômenos luminosos sem 
considerar a natureza da luz. Essa parte estuda os 
fenômenos ópticos baseados na concepção de raios 
luminosos, com suas aplicações em lentes, espelhos, 
lunetas, telescópios, projetores, prismas, etc.
�Física – Estuda os fenômenos luminosos cuja explicação 
depende das teorias relativas à natureza da luz. A Óptica 
Física estuda precisamente os fenômenos ópticos em que a 
natureza da luz exerce papel predominante, como a 
polarização, a difração, a interferência, os espectros,etc.
No início, a luz estava relacionada ao dia e a noite. Durante a noite, o fogo era utilizado para iluminação. Assim era possível concluir que
há a necessidade de luz para que se possa enxergar.
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Embora se tenha chegado a essa conclusão, tanto a luz quanto a visão
permaneciam inexplicadas.
O que é a luz? De onde ela vem? Como enxergamos?
PITÁGORAS (580 a.C. – 500 a.C.): a luz sai pelos olhos e toca os
objetos.
PLATÃO (428 a.C. – 348 a.C.): a luz tanto sai dos olhos quanto é
emitida ou resvalada pelos objetos. O encontro dessas duas formas de
luz que permite a visão.
ARISTÓTELES (384 a.C. – 322 a.C.): a luz vem dos objetos e
então entra nos olhos.
A existência dessas diferentes teorias para a visão se baseava em uma única
pergunta:
O QUE E A LUZ?´
Na Grécia Antiga, havia duas concepções principais para a natureza da
luz:
PITAGÓRICA/PLATÔNICA: a luz é formada por pequenas partículas
(sólidos regulares).
ARISTOTÉLICA: a luz é uma manifestação do meio existente entre o
objeto e os olhos (espécie de onda).
Na época muitos filósofos, como Empédocles, Platão e principalmente
Aristóteles, acreditavam que a matéria era constituída por quatro
elementos principais:
TERRA
FOGOAGUA
AR
´
ENERGIA
PARTÍCULALUZ
Denomina-se luz ao agente físico responsável pelas 
sensações visuais. É a energia que se propaga no espaço 
através de ondas eletromagnéticas que impressionam 
nosso órgão visual. Para representar graficamente a luz 
em propagação, como por exemplo, a emitida pela chama 
de uma vela, utilizamos a noção de raio de luz.
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Raio de luz e Feixe luminoso 
� Raio de luz - é uma linha orientada que representa graficamente a direção 
e o sentido de propagação da luz.
� Feixe luminoso - é um conjunto de raios luminosos que tem origem na 
mesma fonte luminosa. 
Conceitos Fundamentais
�Corpo Luminoso ou Fonte de Luz Primária: É aquela que emite 
luz própria. Exemplo: o Sol, a chama de uma vela, etc.
�Corpo Iluminado ou Fonte de Luz Secundária: É aquela que reflete 
a luz recebida de outros corpos. Exemplo: a Lua, objetos 
iluminados por uma lâmpada, pois passam a receber luz e refleti-la, 
permitindo que sejam vistos.
�Fonte Puntual: É quando no fenômeno em estudo as dimensões da 
fonte são desprezíveis.
�Fonte Extensa: É quando no fenômeno em estudo as dimensões da 
fonte não são desprezíveis. 
� Um meio transparente é aquele que permite a propagação da luz 
através de si por distâncias consideráveis, isto é, permite a visualização 
nítida dos objetos através deles. Exemplo: Água, vidro, ar, etc. 
� O meio translúcido é aquele que permite a propagação da luz através de 
si, mas a espalha, de modo que os objetos vistos através dele não podem 
ser identificados, isto é, não permite a visualização nítida. Exemplo: 
Vidro fosco, papel de seda, etc. 
� O meio opaco é aquele que impede a propagação da luz através de si, 
não permitindo a visualização dos objetos. Por exemplo: madeira, 
concreto, etc.
Velocidade da Luz
A luz não necessita de meio material para se propagar. Sua 
velocidade num meio material depende do tipo de luz que se 
propaga, isto é, para cada tipo de luz a velocidade de 
propagação num meio material é diferente.
Velocidade da luz no ar: 299700km/s
Velocidade da luz no vácuo: 300000km/s
Costuma-se representar a velocidade da luz por”c” e, para 
efeitos práticos, se utiliza o valor: 300000000m/s ou 3.108m/s.
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Luz: Enxergamos a luz que é emitida ou refletida.
�A luz do sol, por exemplo, é 
policromática e possui uma 
infinidade de cores em sua 
composição, as quais podem 
ser divididas em 7 cores 
principais.
Vejamos a bandeira do Brasil
Iluminada por uma luz branca Iluminada por uma luz verde
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Iluminada por uma luz amarela Iluminada por uma luz azul
Iluminada por uma luz vermelha A COR DE UM CORPO POR REFLEXÃO
A luz branca, luz emitida pelo Sol ou por uma lâmpada incandescente é 
constituída por uma infinidade de luzes monocromáticas que podem ser 
divididas em sete cores principais: vermelho, alaranjado, amarelo, 
verde, azul, anil e violeta. A cor que um corpo apresenta por reflexão é 
determinada pelo tipo de luz que ele reflete difusamente. 
Assim, por exemplo, um corpo ao ser iluminado pela luz branca, se 
apresenta azul porque reflete difusamente a luz azul e absorve as 
demais. Um corpo iluminado pela luz branca se apresenta branco 
porque reflete difusamente luzes de todas as cores. Um corpo negro 
absorve-as “totalmente”.
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Princípios da Óptica Geométrica
� Princípio da Propagação retilínea da luz
Nos meios transparentes, homogêneos e isótropos a 
luz se propaga em linha reta.
� Princípio da independência dos raios luminosos
Quando dois raios de luz se cruzam, cada um segue 
o seu caminho como se não tivesse havido o 
cruzamento.
� Princípio de reversibilidade dos raios luminosos
O trajeto de um raio luminoso não se modifica 
quando permutamos as posições da fonte e do 
observador.
As fases da Lua
É a aparência de um 
corpo celeste que não
tem luz própria e que 
depende das condições
de iluminação do Sol 
vista de um ponto
qualquer do espaço.
Tamanho: 111 (Terra) 
Diâmetro (km): 1.390.000
Diâmetro (km): 12.756
Distância do Sol (km): 149.597.870 (1UA)
Tamanho: 1/4 (Terra)
Diâmetro (km): 3.474
Distância da Terra (km): 
384.400
Rotação (dia): 29,5 dias
Translação: 27 dias
“A LUA NÃO POSSUI LUZ 
PRÓPRIA, ELA APENAS 
REFLETE A LUZ DO SOL”
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Eclipses 
É a formação de sombra (região 
do espaço que não recebe luz) e 
penumbra (região do espaço 
parcialmente iluminada) 
envolvendo o Sol, a Lua e a 
Terra. Pode ser dividido em dois 
casos:
�Eclipse Solar
�Eclipse Lunar
� Eclipse Solar - Se a sombra e penumbra da Lua interceptarem a superfície 
da Terra, ele ocorrerá de forma total ou parcial, dependendo do 
observador.
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� Eclipse Lunar – A luz solar, tangenciando a Terra, determina uma região de 
sombra: a sombra da Terra. Quando a Lua penetra nessa região, ela deixa 
de ser vista por um observador na Terra, ocorrendo o eclipse lunar.
2008-02-21
Câmara Escura
Colocando um corpo luminoso AB diante de um orifício O de uma das faces de
uma caixa de paredes opacas, verifica-se que sobre a face oposta à do orifício se
forma uma imagem A’B’ invertida do corpo luminoso.
Este dispositivo é chamado de câmara escura e demonstra a propagação
retilínea da Luz.Não é possível exibir esta imagem no momento.
�Determinação da Altura de Objetos por Semelhança 
de Triângulos.
Difusão e reflexão regular da LUZ 
Considere um feixe de luz propagando-se num meio e atingindo a 
superfície S. Se esse feixe de Luz retornar para o meio em que 
está se propagando, dizemos que a Luz sofreu reflexão. Reflexão 
é o retorno de um feixe luminoso para o meio do qual é 
proveniente ao atingir uma superfície.
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Difusão da Luz
Considere um conjunto de raios luminosos iluminandoum corpo rugoso, isto é, cheio de 
saliências.
O corpo rugoso reflete os raios luminosos fazendo com que se propaguem em várias 
direções. Esse fenômeno é chamado reflexão irregular ou reflexão difusa, ou 
simplesmente, difusão. Devido a reflexão difusa é que podemos ver totalmente um 
corpo.
Exemplo: Se a Terra não tivesse atmosfera para difundir a luz do Sol, o céu seria 
completamente preto.
Reflexão Regular
Quando um conjunto de raios incide em uma superfície perfeitamente 
polida, notamos que os raios luminosos são refletidos numa única 
direção. Esse fenômeno é chamado de reflexão regular. 
Exemplo: Os faróis e faroletes usam fontes de Luz de alta intensidade e 
refletores regulares de alto polimento para redirigirem os raios de luz 
na direção desejada. 
Espelho
Toda a superfície polida que forma imagens por reflexão 
regular e tem alto poder refletor é chamada espelho. Os 
espelhos podem ser planos ou esféricos.
LEIS DE REFLEXÃO
1a Lei
� O raio incidente, o raio refletido e a normal estão sempre no mesmo 
plano.
2a Lei
� O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão. 
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TEORIA DE FORMAÇÃO DE IMAGENS
�Classificações de pontos objeto e pontos imagem.
IMAGEM DE UM OBJETO EXTENSO
Essa imagem é virtual, direta, do mesmo tamanho e simétrica
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Localização da imagem
Dois raios são traçados a partir do ponto P no objeto em direção ao espelho ; o 
raio 1, normal ao espelho e o raio 2, com ângulo de incidência igual a θi. 
θi
θr
d
h h
’
P
B
C P’
1
2 θr
d’
Localização da imagem
Dois raios são traçados a partir do ponto P no objeto em direção ao espelho ; o 
raio 1, normal ao espelho e o raio 2, com ângulo de incidência igual a θi. 
θi
θr
d
h h
’
P
B
C P’
1
2 θr
d’
Como θi=θr, os triângulos PCB e P’CB são semelhantes.
d’=d
h’=h
Espelhamento da imagem
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Na figura o ângulo entre os dois espelhos é 90° e pela equação vista
anteriormente se formam três imagens. Veja na figura três imagens.
Conjugação de espelho ASSOCIAÇÃO DE ESPELHOS PLANOS
Quando dois espelhos planos são associados formando um ângulo alfa entre eles
haverá a formação de n imagens, onde n obedece à seguinte relação:
Obs: O ângulo alfa deve ser expresso em graus.
CUIDADO: Quando a relação entre os ângulos (360º/alfa) for um número par, o
ponto objeto P poderá assumir qualquer posição entre os dois espelhos, mas se for
um número ímpar, o ponto objeto P, deverá ser posicionado no plano bissetor de
alfa.
ASSOCIAÇÃO DE ESPELHOS
α
1360
0
−=
α
N
Números de 
imagens
Qual será o ângulo entre 
os dois espelhos?
PERISCÓPIO
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TRANSLAÇÃO DE EP
Se o objeto se afastar (ou aproximar uma 
distância x, sua imagem se aproxima (ou se 
afasta) a mesma distância x.
ROTAÇÃO DE UM ESPELHO PLANO
Quando um espelho plano gira de um ângulo α , qualquer raio
incidindo sobre o mesmo sofre uma rotação de um ângulo β = 2 α.