aula óptica 1ª Série Física

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Prof.: Raphael Carvalho
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É a parte da Física que estuda os fenômenos relacionados com a luz e sua interação com meios materiais quando as dimensões destes meios é muito maior que o comprimento de onda da luz.
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LUZ
Forma de energia radiante que se propaga por meio de ondas eletromagnéticas. 
A velocidade da luz no vácuo é de cerca de 300.000 km/s.
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FONTES DE LUZ
As fontes de luz ou luminosas podem ser de 2 tipos:
Primárias  São aquelas que produzem a própria luz que emitem.
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Secundárias  São aquelas que refletem a luz que outras fontes emitem.
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RAIOS DE LUZ
São segmentos de reta orientados que representam o sentido de propagação da luz e auxiliam na construção de imagens em diversos sistemas ópticos.
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FEIXE DE LUZ
É um conjunto de raios de luz. Pode ser de 3 tipos:
Convergentes
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Divergentes
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Paralelos
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INTERAÇÃO DA LUZ COM MEIOS MATERIAIS
Podemos classificar os meios materiais de acordo com a forma com que a luz se propaga (ou não) nos mesmos.
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Meios Transparentes  Permitem que a luz se propague neles também que as imagens ou objetos possam ser vistos nitidamente.
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Meios Translúcidos Permitem que a luz se propague neles mas as imagens não podem ser vistos com nitidez.
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Meios Opacos Não permitem a propagação da luz.
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FENÔMENOS ÓPTICOS
Quando um feixe de luz atinge uma superfície de separação entre 2 meios pode ocorrer uma série de fenômenos. Na óptica geométrica os 3 principais são:
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Reflexão  É o fenômeno no qual o feixe de luz atinge a superfície de separação entre 2 meios e retorna ao meio onde já se encontrava propagando. Pode ser de 2 tipos:
Regular: Normalmente ocorre em superfícies lisas e polidas.
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Difusa: Ocorre em superfícies rugosas
OBS: A quase totalidade dos objetos que enxergamos em nosso dia-a-dia refletem a luz de forma difusa.
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Refração  É o fenômeno no qual um feixe de luz se propagando em um meio atinge uma superfície de separação e passa a se propagar em outro meio.
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Absorção  Neste fenômeno parte da energia do feixe de luz é absorvida pela superfície de separação entre 2 meios.
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A DISPERSÃO DA LUZ
Um feixe de luz pode ser monocromático (quando possui apenas uma cor associada a ele) ou policromático (quando possui várias cores em sua composição).
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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.
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As cores de todos os objetos que podemos visualizar são o resultado da reflexão de uma parte da luz policromática que neles incide.
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PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA
Princípio da Propagação Retilínea da Luz.
Nos meios homogêneos, isotrópicos e transparentes, a luz se propaga em linha reta.
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Princípio da Reversibilidade dos Raios Luminosos.
A forma da trajetória de um raio de luz não depende do sentido de sua propagação.
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Princípio da Independência dos Raios Luminosos.
Quando 2 ou mais feixes luminosos se interceptam em sua trajetória eles não modificam suas características após a interferência.
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CONSEQUÊNCIAS DOS PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA
Sombra e Penumbra.
Fontes puntiformes ou pontuais podem produzir apenas sombra.
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Fontes extensas produzem sombra e penumbra.
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Eclipses
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Eclipses
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Formação de Imagens no Interior de Câmaras Escuras.
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Relação Geométrica
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Determinação da Altura de Objetos por Semelhança de Triângulos.
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Solução
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TEORIA DE FORMAÇÃO DE IMAGENS
Classificações de pontos objeto e pontos imagem.
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ESPELHOS PLANOS
Nos espelhos planos as imagens se formam por reflexão regular. Vamos estudar agora como as imagens se formam e algumas de suas propriedades.
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Vamos adotar a seguinte nomenclatura: 
	I  Raio incidente no espelho; 
 N  Reta normal à superfície do espelho no ponto onde o raio de luz o atinge; 
 R  Raio refletido associado ao raio incidente.
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As Leis da Reflexão Regular:
1a – O raio incidente, a normal e o raio refletido são co-planares.
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2a – O ângulo formado entre o raio incidente e a normal (i) é igual ao ângulo formado entre o raio refletido e a normal (r).
http://www.youtube.com/watch?v=QAj9iYXPL-A
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CONSTRUÇÃO DAS IMAGENS
Para que um observador consiga ver a imagem refletida pelo espelho é preciso que raios provenientes do objeto sejam refletidos pelo espelho e alcancem seu olho. Isto pode acontecer para diferentes posições do observador.
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A imagem pode ser localizada, conforme vimos, aplicando as leis da reflexão. Precisamos de apenas 2 raios luminosos para obtê-la.
http://www.youtube.com/watch?v=ZxIPBuqjRBo
http://www.youtube.com/watch?v=rs7mBQpWQgM
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CAMPO VISUAL DE UM ESPELHO PLANO
Podemos determinar o campo visual de um espelho plano
(a região do espaço que pode ser vista por reflexão) 
usando um procedimento simples.
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 Exercício
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 TRANSLAÇÃO DE UM ESPELHO PLANO
Quando um espelho plano se desloca uma distância d do observador
sua imagem desloca-se uma distância D = 2d. Vejamos.
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 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. 
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Exercício:
O ângulo formado por dois espelhos planos angulares é o quíntuplo do número de imagens obtidas de um único objeto pela associação. 
 a) Qual o número de imagens formadas? 
 b) Qual o ângulo formado entre os espelhos? 
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