Óptica Geométrica

Bruna Matos Pinto

Fernando Trevisol

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Introdução à Óptica Geométricas

• O que é luz?

Introdução à Óptica Geométricas

• Basicamente pode-se dizer que luz é tudo o que vemos;
• Luz é uma fração do espectro eletromagnético que impressiona os olhos.

Introdução à Óptica Geométricas

• Raio de luz: É a representação geométrica retilínea da trajetória da luz, com a indicação da direção e do sentido da luz.

• Feixe de luz: É um conjunto de raio de luz de uma mesma fonte.

Introdução à Óptica Geométricas

• Fonte primária de luz ou corpo luminoso: São corpos que possui luz própria;

• Fonte secundária de luz ou corpo iluminado: São corpos que não possui luz própria e que refletem a luz emitida sobre eles.

Introdução à Óptica Geométricas

• Meio óptico transparente: Aquele que a luz se propaga segundo trajetórias regulares e bem definidas;

• Meio óptico Translúcido: Aquele que a luz se propaga segundo trajetórias não regulares;

• Meio óptico opaco: Não permite a propagação da luz.

Fenômenos Ópticos

• Reflexão regular: O feixe de raios paralelos incidente em uma superfície é refletido de forma ordenada em bem definida;

• Reflexão difusa: O feixe de raios paralelos incidente em uma superfície é refletido de forma desordenada.

Fenômenos Ópticos

• Refração da luz: Fenômeno em que luz é transmitida de um meio para outro. Neste processo a luz muda de velocidade;

• Absorção da luz: A luz é absorvida pela superfície transformada em energia térmica.

Princípios da Óptica Geométricas

• Propagação retilínea da luz: Nos meios transparentes, homogêneos e isótropos um raio de luz percorre uma trajetória retilínea;

• Reversibilidade da luz: Nos meios transparentes, homogêneos e isótropos um raio de luz percorre uma trajetória retilínea;

• Independência dos raios luminosos: Ao se cruzarem os raios de luz seguem suas trajetórias independentes.

As Leis da Reflexão

1^a O raio incidente, a reta normal e o raio refletido estão contidos em um mesmo plano;

2^a O ângulo do raio incidente e refletido tem com a reta normal a mesma medida.

𝛉

𝛉

R_i

R_r

Normal

Superfície refletora

Plano

Espelhos Planos

• Imagem
• Virtual;
• Mesmo tamanho;
• Mesma distância;
• Enantiomórfica.

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Espelhos Planos

• Construção de imagem

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Espelhos Planos

• Associação de espelhos

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Espelhos Esféricos

• O espelho esférico é uma calota esférica que reflete especularmente a luz;

• Espelho convexo: A superfície externa da calota é refletora;

• Espelho côncavo: A superfície interna da calota é refletora.

Espelhos Esféricos

• Elementos dos espelhos esféricos
• Centro de curvatura;
• Raio;
• Vértice;
• Eixo principal;
• Ângulo de abertura;
• Foco.

F

Espelhos Esféricos

• Os raios principais

Espelhos Esféricos

• Espelho convexo (1 tipo de imagem)
• Imagem virtual;
• Menor;
• Direita;

Espelhos Esféricos

• Espelho côncavo (5 tipos de imagens)

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Espelhos Esféricos

• Espelho côncavo (5 tipos de imagens)

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Espelhos Esféricos

• Referencial e a equação de Gauss e a relação de ampliação

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Refração da luz

• A luz tem velocidades diferentes para meios diferentes.

• Índice de refração absoluto (n) de determinado material.

• Ao mudar de meio a luz muda a direção de sua trajetória inicial *;

Refração da luz

• Tabela de alguns Índices de refração absoluto

Refração da luz

• Leis da refração

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1^a O feixe incidente, o feixe refratado e a normal estão no mesmo plano.

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2^a É constante a relação entre o seno do ângulo de incidência e o seno do ângulo de refração.

Ar

Vidro

Plano

Normal

Luz

incidente

Luz

refletida

Luz

refratada

𝜭_i

𝜭_r

𝜭_R

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Meio 1

Meio 2

Refração da Luz

• Reflexão total e ângulo crítico

Ar

Raio refratado

Ângulo crítico

Reflexão total

Água

Refração da Luz

• Dispersão ou decomposição da luz
• Ao incidir em um prisma de vidro a luz branco sofre dupla refração: a primeira ao passar do ar para o vidro, e a segunda ao emergir para o ar novamente. A dispersão é acentuada devido à geometria do prisma.

Reflexão e Absorção

• Cores dos corpos

Refração da Luz

• Lentes esféricas
• Chamamos lente esférica o sistema óptico constituído de três meios homogêneos e transparentes, sendo que as fronteiras entre cada par sejam duas superfícies esféricas ou uma superfície esférica e uma superfície plana, as quais chamamos faces da lente.

Lente biconvexa

Ar

Vidro

Superfície esférica

Superfície esférica

Ar

Refração da Luz

• Lentes esféricas

• Lentes convergentes: Lentes que apresentam as extremidades mais finas do que a parte central;

• Lentes divergentes: Lentes que apresentam as extremidades mais espessas do que a parte central.

Refração da Luz

• Os principais raios para lentes esféricas e pontos antiprincipais

Refração da Luz

• Imagens de lentes biconvexas (5 tipos)

Refração da Luz

• Imagens de lentes biconvexas (5 tipos)

Refração da Luz

• Imagens de lentes bicôncavas (1 tipo)

Refração da Luz

• Referencial e a equação de Gauss para as lentes e a relação de ampliação

Refração da Luz

• Vergência ou convergência (V)
• Para distâncias focais medidas em metros, a unidade de medida da vergência é m^-1 , denominada dioptria (di).

Instrumentos Ópticos

Lupa

Instrumentos Ópticos

Lunetas

Instrumentos Ópticos

Telescópio refrator e refletor

Óptica da Visão

• Olho humano e a maquina fotográfica

Exercícios de provas anteriores:

Exercícios de provas anteriores:

Que tipo de espelho é adequado para se construir um espelho odontológico?

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1. Convexo de grande raio de curvatura
2. Convexo de pequeno raio de curvatura
3. Côncavo de grande raio de curvatura
4. Côncavo de pequeno raio de curvatura

Um quadro coberto com uma placa de vidro plano, não pode ser visto tão nitidamente quanto outro não coberto, porque o vidro:

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a) é opaco;

b) é transparente;

c) não reflete a luz;

d) reflete parte da luz;

Você pode ver a folha de um livro, porque ela:

​

a) é feita de celulose;

b) possui luz e a emite;

c) é branca e absorve a luz;

d) difunde a luz para seus olhos;

O vidro fosco é um meio:

a) opaco;

b) translúcido;

c) transparente;

d) nenhuma das anteriores;

Os corpos que permitem a passagem parcial da luz se chamam:

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a) opacos;

b) transparentes;

c) translúcidos;

d) luminosos;

Uma lâmpada apagada não pode ser vista no escuro porque:

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a) ela não é fonte de luz primária mesmo quando acesa;

b) ela é uma fonte secundária de luz;

c) ela é uma fonte primária de luz;

d) o meio não é transparente;

Dentre as alternativas escolha a que contém apenas fontes primárias de luz:

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a) pilha de lanterna, Sol e fósforo;

b) Sol, Lua e lâmpada elétrica;

c) Lâmpada elétrica, fósforo e Sol;

d) Sol, lâmpada acesa e estrelas;