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MÓDULO 1 – O método científico e o modelo geométrico para a luz Para começar... .........................................................................................................................7 Aula 1 – Construindo um modelo geométrico para a luz Introdução ....................................................................................................................11 O que é o método científico? .........................................................................................12 Prática 1 .......................................................................................................................16 Experimento 1 – Propagação da luz num meio homogêneo ...............................18 Experimento 2 – Emissão da luz por diferentes fontes ........................................23 Experimento 3 – Observação da passagem de luz através de fendas estreitas ...25 Experimento 4 – Interação da luz com a matéria ................................................ 26 Experimento 5 – Dispersão da luz .......................................................................30 Exercícios ......................................................................................................................32 Maria Antonieta T. de Almeida / Stenio Dore de Magalhães / Marta Feijó Barroso Aula 2 – A propagação da luz, sua reflexão e refração Introdução ....................................................................................................................35 O que sei sobre as propriedades da luz e sua interação com a matéria? .......................36 Propagação da luz em um meio homogêneo ................................................................37 Leituras e exercícios I ................................................................................................... 39 Reflexão especular e reflexão difusa ............................................................................40 Leituras e exercícios II ...................................................................................................44 Sumário inicial ..............................................................................................................45 Refração ......................................................................................................................46 Refração de luz monocromática .........................................................................46 Reflexão total ..................................................................................................... 49 Refração da luz branca ........................................................................................ 51 Leituras e exercícios III ................................................................................................. 52 Maria Antonieta T. de Almeida / Stenio Dore de Magalhães / Marta Feijó Barroso Aula 3 – Espelhos planos e esféricos: as imagens formadas Introdução .................................................................................................................... 55 O que sei sobre formação de imagens em espelhos? .................................................... 56 Prática 2 ....................................................................................................................... 58 Experimento 6 – Formação de imagens pelo método dos raios ............................... 59 Experimento 7 – Formação de imagens por um espelho plano ................................ 61 Experimento 8 – Visão de profundidade .................................................................. 64 Experimento 9 – Localização de imagens pelo método da paralaxe ....................... 67 Introdução às Ciências Físicas 1 SUMÁRIO Volume 1 Experimento 10 – Localização de imagens em espelhos curvos ............................... 69 Espelhos planos ............................................................................................................ 71 Leituras e exercícios I ................................................................................................... 73 Espelhos esféricos ..................................................................................................... 76 Espelhos esféricos côncavos e convexos .................................................................. 76 Imagens no espelho côncavo ................................................................................... 77 Imagens no espelho convexo ................................................................................... 78 A equação dos espelhos esféricos ............................................................................ 79 Sinal algébrico de i e f .............................................................................................. 81 Aumento transversal ................................................................................................ 82 Raios especiais de aproximação paraxial ..................................................................... 83 Raios paraxiais e não paraxiais .................................................................................... 85 Leituras e exercícios II .................................................................................................. 89 Maria Antonieta T. de Almeida / Stenio Dore de Magalhães / Marta Feijó Barroso Aula 4 – Meios ópticos transparentes: as imagens formadas Introdução .................................................................................................................... 93 O que sei sobre a formação de imagens por meios ópticos transparentes? ................. 94 Prática 3 ....................................................................................................................... 95 Experimento 11 – Formação de imagens por refração em superfícies planas ........... 96 Experimento 12 – A formação de imagens por refração em superfícies curvas ...........99 Superfícies transparentes planas e esféricas ...............................................................102 Superfícies refratoras planas: o dioptro plano ........................................................102 A profundidade aparente de um objeto .................................................................105 Objeto parcialmente mergulhado em um líquido ................................................... 106 A lâmina de faces paralelas ....................................................................................107 Formação de imagens na lâmina de faces paralelas ...............................................108 Formação de imagens em meios não homogêneos ................................................108 Superfícies refratoras esféricas: dioptro esférico .....................................................110 Equação dos dioptros esféricos ..............................................................................112 Leituras e exercícios I ..................................................................................................114 Maria Antonieta T. de Almeida / Stenio Dore de Magalhães / Marta Feijó Barroso Aula 5 – Lentes e instrumentos ópticos Introdução ..................................................................................................................119 O que sei sobre formação de imagens em lentes e sobre instrumentos ópticos? .......120 Prática 4 .....................................................................................................................121 Experimento 13 – Uma lente cilíndrica: imagens reais e imagens virtuais ................. 122 Lentes .....................................................................................................................125Lentes convergentes e divergentes ............................................................................126 Centro óptico de uma lente: raio principal .................................................................127 Formação de imagens em lentes convergentes ..........................................................128 Formação de imagens em lentes divergentes .............................................................129 Representação simplificada ........................................................................................130 Foco e plano focal ......................................................................................................130 Equação das lentes delgadas .....................................................................................131 Leituras e exercícios I .................................................................................................135 Instrumentos ópticos ..................................................................................................136 Ampliação em instrumentos ópticos ..........................................................................139 A lupa ou lente de aumento .......................................................................................142 O microscópio composto ............................................................................................144 Luneta astronômica ....................................................................................................145 A máquina fotográfica ...............................................................................................146 Leituras e exercícios II .................................................................................................148 Maria Antonieta T. de Almeida / Stenio Dore de Magalhães / Marta Feijó Barroso E para terminar... .................................................................................................................151 Complementos Complemento 0 – Noções básicas da geometria do triângulo e trigonometria .. ........153 Complemento 1 – Os olhos emitem luz .. ....................................................................159 Complemento 2 – Unidades de medida .....................................................................161 Complemento 3 – Incerteza numa medida experimental ...........................................163 Complemento 4 – A lei da reflexão .............................................................................171 Complemento 5 – A determinação da velocidade da luz ............................................175 Complemento 6 – A lei da refração da luz ...................................................................179 Complemento 7 – Newton e a dispersão da luz ..........................................................185 Complemento 8 – Computando algebricamente a profundidade aparente numa piscina ................................................................................................189 Glossário ..................................................................................................................................195 Referências Bibliográficas .............................................................................................203 Agradecimentos .................................................................................................................. 205 Gabarito Aula 1 ..... ....................................................................................................................207 Aula 2 ..... ....................................................................................................................213 Aula 3 ..... ....................................................................................................................223 Aula 4 ..... ....................................................................................................................233 Aula 5 ..... ....................................................................................................................239 Maria Antonieta T. de Almeida / Ana Maria Senra Breirchaft
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