Unidade 05 Óptica parte1 - Fundamentos da Física (Unitalo)

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FÍSICA 
 
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UNIDADE 05 
5. ÓPTICA 
 Nesta Unidade vamos estudar sobre Óptica. 
Óptica é a área da Física responsável pelo estudo dos fenômenos 
associados à luz. Os fenômenos relacionados à Óptica são conhecidos desde a 
Antiguidade. Existem registros de que, em 2.283 a.C., já eram utilizados cristais 
de rocha para observar as estrelas. Na Idade Antiga, na Assíria, já havia a lente 
de cristal; e na Grécia, utilizava-se a lente de vidro para obter fogo. 
O grande salto no estudo da Óptica ocorreu no século XVI. Galileu 
Galilei apresentou o primeiro telescópio, em 1609, e Snell Descartes chegou 
à Lei da refração. O trabalho mais importante dessa época foi a medição 
da velocidade da luz. O valor encontrado foi c = 3,08. 1010 cm/s, obtido por 
Bradley, em 1728. 
Outro importante nome para a evolução dos estudos sobre a Óptica foi o 
de Huygens, que, em 1678, apresentou a hipótese de que a luz seria uma 
onda. Isaac Newton também deixou suas contribuições na área, como a teoria 
da variação do índice de refração da luz pela variação da cor, que pode ser 
observada na dispersão da luz ao passar por um prisma. 
 
Espalhamento da luz em um prisma 
 
O fato de se considerar apenas a natureza corpuscular da luz representou 
um atraso nos estudos da Óptica. Somente em 1801 que Young realizou 
a experiência da interferência da luz, explicando-a a partir da teoria ondulatória. 
Em seguida, por volta de 1815, Fresnell explicou a teoria da difração da luz 
também por meio da teoria ondulatória. 
Outro cientista importante para o desenvolvimento dessa teoria foi 
Foucault, que descobriu que a velocidade da luz era maior no ar do que na água. 
Essa descoberta chocava-se com a teoria corpuscular, que afirmava que a 
velocidade da luz era maior na água que no ar. 
 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/galileu-ciencia-santa-inquisicao.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/galileu-ciencia-santa-inquisicao.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lei-snell-descartes.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-velocidade-luz.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/um-fisico-chamado-isaac-newton.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-experiencia-young.htm
FÍSICA 
 
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Foi de James Clerk Maxwell a principal evidência de que a luz 
comportava-se como uma onda eletromagnética, pois ele provou que a 
velocidade de propagação de uma onda eletromagnética no espaço era igual à 
velocidade de propagação da luz. 
 
A teoria de que a luz se comportava apenas como uma onda 
eletromagnética foi questionada no final do século XIX. Isso porque não era 
suficiente para explicar o efeito fotoelétrico. Einstein utilizou a teoria de Planck 
para mostrar que a luz era formada por “pequenos pacotes de energia”, 
os fótons. A partir dessa teoria, Arthur Compton demonstrou que, quando um 
fóton e um elétron colidem, ambos se comportam como matéria. A partir de 
então, a luz passou a ser considerada como onda e como partícula, dependendo 
do fenômeno estudado. Essa teoria é denominada de natureza dual da luz. 
Os estudos de Óptica são divididos em duas partes: 
• Óptica geométrica: parte da Óptica que estuda a propagação da luz por 
meio dos raios de luz. Os fenômenos que essa área abrange são: 
propagação retilínea da luz, reflexão e refração da luz, espelhos e lentes; 
 
 
• Óptica física: estuda o comportamento ondulatório da luz. Os fenômenos 
estudados por essa área são: emissão, composição, 
absorção, polarização, interferência e difração da luz. 
 
A Óptica é uma parte da Física que está muito presente no nosso dia a 
dia. Algumas de suas aplicações podem ser observadas, por exemplo: 
 
• Em instrumentos utilizados para corrigir defeitos visuais, como os óculos e as 
lentes; 
• Instrumentos para observação, como os microscópios, telescópios e lunetas; 
• Em câmeras fotográficas, filmadoras etc.; 
• Espelhos. 
 
 
 
 
 
 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/maxwell-integracao-luz-com-magnetismo.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/o-efeito-fotoeletrico.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/efeito-compton.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-natureza-dual-luz.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/a-refracao-luz.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lentes-1.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/polarizacao-ondas.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/defeitos-na-visao-humana.htm
FÍSICA 
 
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Óptica Geométrica 
 
A óptica geométrica interpreta a luz como segmentos de reta, 
chamados raios de luz. Os raios de luz são usados para ilustrar a direção e o 
sentido de propagação da luz. Grande parte dos fenômenos luminosos que 
observamos em nosso cotidiano pode ser explicada unicamente com as 
contribuições da óptica geométrica, como as sombras, os eclipses e a reflexão 
da luz. 
A óptica geométrica faz uso de uma concepção de luz relativamente 
simples, por isso, por meio dela podemos explicar facilmente como ocorre a 
formação de imagens em sistemas ópticos refletores, como espelhos 
planos e esféricos, mas também em sistemas ópticos refratores, como lentes 
delgadas, prismas e outros. 
A compreensão dos fenômenos luminosos, de acordo com a óptica 
geométrica, envolve alguns princípios, por isso, vamos entender cada um deles 
no próximo tópico. Caso queira acompanhar mais sobre essa subárea da óptica, 
leia nosso texto: Óptica geométrica. 
 
Princípios da óptica geométrica 
 
Esses princípios explicam como os raios de luz comportam-se em diversas 
situações. Eles são válidos sob condições específicas que 
envolvem meios ópticos homogêneos (de índice de refração constante) 
e isotrópicos (que apresentam as mesmas propriedades, independentemente da 
direção). 
 
Conheça cada um desses princípios: 
 
• Princípio da propagação retilínea da luz: os raios de luz propagam-se em 
linha reta. 
 
• Princípio da independência dos raios de luz: ao cruzarem-se, dois raios de 
luz atravessam um ao outro como se inexistissem mutuamente. 
 
• Princípio da reversibilidade dos raios de luz: o sentido de propagação dos 
raios de luz é reversível. 
https://mundoeducacao.uol.com.br/geografia/eclipse.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/espelhos-planos.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/espelhos-planos.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/formacao-imagens-espelhos-esfericos.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/formacao-imagens-nas-lentes-esfericas.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/formacao-imagens-nas-lentes-esfericas.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/optica-geometrica.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/indice-refracao.htm
FÍSICA 
 
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Os telescópios são ferramentas de observação que se baseiam nos princípios da óptica geométrica. 
 
Óptica Física 
 
É a divisão da óptica que interpreta a luz como uma onda 
eletromagnética, com frequência e comprimento de onda bem definidos. A 
óptica ondulatória permite a compreensão de fenômenos que não podem ser 
explicados pela óptica geométrica, tais como a 
interferência, difração, polarização etc. 
 
Conceitos importantes da óptica 
 
Confira neste tópico alguns conceitos fundamentais para o seu estudo da óptica. 
Fontes de luz 
 
Chamamos de fonte de luz qualquer corpo que emana luz. Existem basicamente 
dois tipos de fontes de luz: primárias e secundárias: 
 
• Fontes primárias: são os corpos que produzem luz, também chamados de 
corpos luminosos. A luz pode ser produzida por diferentes processos, tais 
como a termoluminescência e a luminescência, que envolve diversos 
fenômenos de emissão de luz em baixas temperaturas. São exemplos de 
fontes primárias: o Sol e outras estrelas, a chama de uma vela, uma 
lâmpada acesa, a resistência de uma churrasqueira elétrica ligada etc. 
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/ondas-eletromagneticas.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/ondas-eletromagneticas.htmhttps://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/o-fenomeno-difracao.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/a-polarizacao-luz.htm
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/o-sol.htm
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-sao-resistores.htm
FÍSICA 
 
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• Fontes secundárias: são os corpos que apenas refletem a luz que incide 
sobre eles e, por isso, são conhecidos como corpos iluminados. 
São exemplos de fontes secundárias: a Lua, seres humanos, vegetais etc. 
 
Além das classificações relacionadas à forma como a luz emerge dos corpos, 
as fontes de luz podem ser divididas entre fontes puntiformes e fontes extensas, 
confira: 
• Fontes puntiformes: são aquelas que têm dimensões desprezíveis, ou seja, 
são muito pequenas em relação ao observador. Exemplos: as estrelas, o 
pixel de uma televisão, uma lanterna acesa a vários quilômetros de 
distância etc. 
 
• Fontes extensas: são fontes de luz cujo tamanho não pode ser 
desconsiderado, pois suas dimensões são comparáveis às do cenário que 
é iluminado. Exemplos: Sol e Lua. 
 
 Lua Cheia 
 
 Pôr do Sol 
 
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-sao-estrelas.htm