Aula 1- 2° ano

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ESCOLA ESTADUAL CARMO GIFFONI Disciplina: Física 
 Rua do Colar, 85 - Jatobá Professora: Daniela Ribeiro 
 Belo Horizonte- MG Ensino Médio 
 
UNIDADE(S) TEMÁTICA(S): Eixo Temático IV: Luz, Som e Calor – Tema 9: Luz 
OBJETO DE CONHECIMENTO: 22. Propagação da luz 
HABILIDADE(S): 22.1. Compreender os fenômenos de reflexão e refração da luz. 
 
Óptica Geométrica 
 
Óptica é a parte da Física que estuda a luz e os fenômenos luminosos. 
 
A luz é uma onda eletromagnética e a sua velocidade no vácuo é de aproximadamente 3,0 x 105 km/h. A 
Óptica, por sua vez, é dividida em: 
 
1) Óptica Física: Estuda a natureza física da luz e fenômenos como interferência, polarização, difração, 
dispersão, entre outros. 
 
2) Óptica Geométrica: estuda os fenômenos luminosos com base em leis empíricas (experimentais). Eles 
são explicados sem que haja necessidade de se conhecer a natureza física da luz. Usa como ferramenta de 
estudo a Geometria. Além disso, ela se preocupa em analisar a trajetória da propagação da luz. Ela é 
responsável pelo estudo de vários conceitos físicos, entre eles a formação de sombra, penumbra e eclipse; 
a reflexão e a refração da luz, bem como a formação da imagem em espelhos, nas lentes e nos instrumentos 
ópticos. Aqui, nos preocuparemos em estudar apenas a Óptica Geométrica e alguns dos seus conceitos. 
 
1. Conceitos importantes da Óptica Geométrica 
 
Antes de conhecermos os princípios da óptica geométrica, faz-se necessário conhecer conceitos importantes. 
 
Raios de luz: segmentos de reta que representam a direção e o sentido de propagação da luz. Eles podem 
ser emitidos por dois tipos de fonte: 
 
 
Fontes primárias: que emitem luz própria, como o sol ou a chama de uma vela; Elas podem ser: 
 
 
 
Incandescentes: quando emitem luz em altas 
temperaturas. Exemplos: o Sol, a chama de uma 
vela e as lâmpadas de filamento. 
 
 
Luminescentes: quando emitem luz em baixas 
temperaturas. As fontes de luz primária 
luminescentes podem ser: 
 
Fluorescentes: emitem luz apenas 
enquanto durar a ação do agente excitador. 
Ex.: lâmpadas fluorescentes. 
 
 
Fosforescentes: Emitem luz por um certo 
tempo, mesmo após ter cessado a ação do 
excitador. Nessas fontes, a energia radiante é 
proveniente de uma energia potencial química. 
Ex.: Interruptores de lâmpadas e ponteiros 
luminosos de relógios. 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/optica.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-que-sao-ondas-eletromagneticas.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-fenomeno-interferencia.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/polarizacao-ondas.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/difracao-ondas.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/sombra-penumbra.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/eclipse.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/reflexao-luz.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-refracao-luz.htm
 
Fontes secundárias: que refletem a luz que 
recebem de uma fonte primária, como a lua que 
reflete a luz que recebe do Sol. 
 
 
As fontes luminosas também podem ser classificadas em relação à sua dimensão: 
 
 
Fontes extensas: quando possuem dimensões 
consideráveis se comparadas às dimensões do 
objeto a ser iluminado. Exemplo: Sol iluminando a 
Terra. 
 
 
 
Fontes pontuais: se as dimensões da fonte de luz 
forem consideradas desprezíveis em relação ao 
objeto a ser iluminado. Emite luz uniformemente 
em todas as direções. Exemplo: estrelas muito 
distantes. 
 
 
Feixes de luz: um conjunto de raios de luz constitui um feixe de luz. Pode ser definido como: 
 
 Feixes paralelos: os raios de luz são paralelos entre si e por isso nunca se cruzam. 
 
 
Feixes Divergentes: os raios de luz têm origem no mesmo ponto e afastam-se uns dos outros. 
 
 
Feixes Convergentes: os raios de luz se aproximam uns dos outros e podem se cruzar no mesmo 
ponto. 
 
 
2. Meios de Propagação da Luz 
 
Os meios de propagação da luz, ou meios ópticos, se referem à forma como a luz interage com alguns meios. 
Estes podem ser classificados como transparentes, translúcidos e opacos. 
 
Meio transparente: permite a propagação regular da luz. Ou seja, um objeto colocado atrás dele pode ser 
percebido com detalhes, com nitidez. Ex.: papel celofane, vidro, ar, etc. 
 
Meio translúcido: a propagação da luz ocorre de forma irregular, ou seja, eles são meios intermediários. 
Nesse tipo de meio óptico o observador não consegue enxergar com nitidez o objeto através do meio. Ex.: 
papel vegetal, vidro fosco, etc. 
 
Meio opaco: não permite a propagação da luz. Nesse tipo de meio o observador não consegue enxergar o 
objeto através do meio. Ex.: madeira, placa metálica, tijolo, etc. 
 
 
 
3. Princípios da Óptica Geométrica 
 
Existem três princípios adotados pela Óptica Geométrica para explicar os fenômenos luminosos. 
 
a) Princípio da independência dos raios luminosos: 
 
“Quando dois ou mais feixes de luz se cruzam, um não 
altera a propagação do outro.” 
 
A figura ao lado mostra duas lanternas dispostas de 
modo que os raios de luz se cruzem. O princípio da 
independência dos raios luminosos diz que os dois raios 
de luz, ao se cruzarem, seguem cada um a sua trajetória, 
de forma independente. 
 
b) Princípio da reversibilidade dos raios luminosos: 
 
“A trajetória seguida pela luz independe do seu sentido 
de propagação.” 
 
Esse princípio diz que a trajetória seguida pelo raio de 
luz, em um sentido, é a mesma trajetória quando o raio 
de luz troca o sentido de percurso. 
 
 
 
c) Princípio da propagação retilínea dos raios 
luminosos: 
 
“Em meios homogêneos e transparentes, a luz propaga-
se em linha reta.” 
 
O princípio da propagação retilínea diz que todo raio de 
luz percorre trajetórias retilíneas quando em meios 
transparentes e homogêneos. 
 
 
 
Vocês sabiam que tem como determinar a altura de um objeto a partir da sombra que ele provoca? Pois é, 
graças aos estudos em Óptica Geométrica, podemos determinar a altura de um prédio, por exemplo. A partir 
dos conceitos aprendidos até então sobre a Luz, temos dois métodos de medir altura de objetos: 
 
a) Medindo usando trigonometria 
 
Imagine então que você precise medir a altura 
do prédio, e este faz uma grande sombra no 
chão. Para saber a altura do prédio você 
precisa saber o comprimento desta sombra 
e o ângulo que o sol está em relação a este 
prédio. Pronto, temos um triângulo retângulo e 
então podemos aplicar a trigonometria nele. 
Usamos então a seguinte fórmula: 
 
 
Lembre- se: se o cateto está junto ao 
ângulo de referência, é chamado adjacente; 
se está oposto a este ângulo, é chamado 
oposto. 
 
 
Logo, para uma sombra de 40m, que forma um ângulo θ=30° 
entre os feixes de luz e a sombra, 
teremos:
 
 
 
Agora é a sua vez, faça os exercícios do PET- Volume 1, semanas 1 e 2, abaixo: 
 
1) Um muro de 2,50 m de altura produz uma sombra de 75 cm de comprimento. Ao mesmo tempo, um prédio 
produz uma sombra de 20,0 m de comprimento. Calcule a altura do prédio. 
 
2) Um objeto de 80 cm de altura está posicionado a 3,0 m de uma câmara escura de 30 cm de comprimento. 
Calcule a altura da imagem formada na parede oposta ao orifício. 
 
3) Uma fonte luminosa puntiforme ilumina um disco metálico de raio 10 cm. A fonte e o centro do disco estão 
alinhados com uma parede. A distância entre a fonte e o disco é de 30 cm e do disco à parede é 60 cm. 
Calcule o raio da sombra do disco projetada na parede. 
 
4) A um aluno foi dada a tarefa de medir a altura do prédio da escola que frequentava. O aluno, então, 
pensou em utilizar seus conhecimentos de óptica geométrica e mediu, em determinada hora da manhã, o 
comprimentodas sombras do prédio e a dele própria projetadas na calçada (L e ℓ, respectivamente). 
b) Medindo usando Teorema de Tales 
 
Não consegue diferenciar os catetos ou não 
consegue identificar (ou não possui) o ângulo 
do sol? Bom, então você pode usar o Teorema 
de Tales para te ajudar, que nada mais é do 
que comparação de dois triângulos que são 
semelhantes. 
 
Imagine o mesmo prédio com a mesma 
sombra. Se coloque ao lado deste edifício. O 
edifício projeta uma sombra no chão que você 
precisa saber quanto mede. Você projeta uma 
sobra no chão, meça-a também. Suponha que 
você conhece a sua altura (neste caso 2m), 
então isto basta para aplicar o Teorema de 
Tales que nada mais é do que comparar a 
sua altura com a altura do prédio através da 
sombra que vocês projetam. Pelo Teorema de 
Tales temos que: 
 
 
 
 
Facilmente chegou à conclusão de que a altura do prédio da escola era de cerca de 22,1m. As medidas por 
ele obtidas para as sombras foram L =10,4 m e l = 0,16 m. Qual é a altura do aluno? 
 
 
5) (Fuvest – Adaptada) Um aparelho fotográfico rudimentar é constituído por uma câmara escura com um 
orifício em uma face e um anteparo de vidro fosco na face oposta. Um objeto luminoso em forma de L se 
encontra a 2m do orifício e tem uma altura de 1m. Sua imagem no anteparo é de 20cm. Faça o que se pede. 
 
 
 
a) Esboce a imagem vista pelo observador O indicado na figura. 
 
b) Calcule a largura d da câmara.