2º Integrado :D yaa

Joice Nunes, Carol Felix , Bianca Bis, Kariely Botelho e Caio Preato

2º INTEGRADO

Capítulo 7 - PRINCIPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA

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INTRODUÇÃO

Nada veriamos se não houvesse a luz. Tudo que está ao nosso redor  está vinculada á aptidão de percebermos a luz. O segmento da fisica que estuda a luz e os fenomenos luminosos é a óptica. Vinda do grego “optiké” que significa  “ relativo á visão”. Na antiguidade, filosofos gregos como platão e aristóteles já se questionavam sobre o que é a luz? No entanto nessa época acreditava-se que os olhos emitiam partículas que tornavam os objetos visíveis. E hoje sabe-se que só conseguimos enxergar objetos se a luz for emitida ou refletida por eles.

Desde então muitos cientistas se entregaram á tarefa de explicar a natureza e o comportamento da luz. Experimentos de Leonardo da Vinci com câmeras escuras permitiram ampliar e até mesmo fixar imagens. Kepler e Galileu criaram instrumentos ópticos e transformaram as lunetas, usadas nas navegações, em nada menos que instrumentos para desvendar todo o céu, e nos permitir entender nossa posição no sistema solar e no universo. Esse conhecimento acumulado permitia explicar todas as caracteristicas da luz em sua trajetoria na formação de imagens, essa parte óptica é denominada por óptica geométrica.

 Logo depois Isaac Newton, Christian Huygens, Augustin Fresnel, Thomas Young e James C. Maxwell decidiram estudar a natureza da luz e decobriram assim que, dependendo da interação com a matéria ou energia, ela pode ser aplicada como um conjunto de particulas ou como ondas eletromagnéticas.

A óptica divide-se em duas propriedades, sendo elas :

• Óptica física - que estuda a natureza e as proporiedades da luz, o seu comportamento ao interagir com objetos ou consigo mesma.
• Óptica geométrica - onde são vistos os fenômenos luminosos através da geometria , sem se importar com o caráter inato da luz.
• Ondas eletromagnéticas: são perturbações compostas de campos elétricos e magnéticos, que se propagam com a velocidade da luz.

LUZ

A luz é uma fração do espectro eletromagnético que impressiona os olhos. As ondas eletromagnéticas transportam energia que se propagam por radiação, é costume dizer que a luz é uma forma de energia radiante.

As ondas irradiadas dos objetos são segmentos orientados, denominados de raios de luz, dirigidos do objeto até o observador.

• Raio de luz : representação geométrica retilínia da trajetória da luz, com a indicação de sua direção no sentido de sua propagação.
• Feixe de luz: conjunto de raios deluz de uma mesma fonte.

FONTES DE LUZ

Corpos que emitem ou refletem luz são chamados de fonte de luz. Os objetos podem irradiar energia em forma de luz por meio de processos físicos, químicos ou nucleares; chamados assim deobjetos de fontes primárias de luz ou corpos luminosos. Se a fonte possui luz própria é chamada de fonte primária ou corpo luminoso. Essas fontes são sempre visíveis, visto que seus raios chegam até aos nossos olhos. Uma fonte secundária ou corpo iluminado não possui luz própria. Os planetas, a lua, são exemplos de fontes que não possuem luz própria, pois eles apenas refletem a luz que recebem dealgum corpo luminoso.

FONTES PONTUAIS E EXTENSAS

• Pontual ou pontiforme: quando a fonte possui um tamanho desprezível em relação ao ambiente considerado;  todos os raios são emitidos nesse ponto.
• Extensa: quando é constituída de muitas fontes pontuais; os raios emitidos desse objeto possuem mais de uma origem.

MEIOS ÓPTICOS

 A luz é uma onda eletromagnética, sendo assim se propagam no vácuo em uma velocidade de aproximadamente 300.000 km/s. A matéria e diferente na propagação sua velocidade depende da matéria , dependendo da características como espessura, composição , densidade. Na variação dos meios ópticos em matérias na sua propagação há:

• Transparente: é o meio óptico que permite a propagação da luz regular . Ex: papel, vidro. 
• Translúcido: é o meio óptico que permite a propagação irregular. Ex: tecido fino, vidro fosco.
• Opaco: é o meio óptico que não permite a propagação da luz. Ex: tijolo, cimento , madeiro.Todos esse meios apresentados são dito homogênios quando apresenta mesma propriedade física em sua extensão , aqueles que não apresentam mesma propriedade física são os heterogênios .

FENÔMENOS ÓPTICOS

Para onde segue a luz emitida por um corpo ?

Há duvidas nos fenômenos ópticos , que aparecem no nosso cotidiano sendo vários fenômenos :

• Reflexão regular: o feixe de raios paralelos incide em S e retorna ao ponto de origem, sendo refletido regularmente, ficando paralelos entre si. Ocorre em superfícies lisas, polidas e espelhos.
• Reflexão difusa: o feixe de raios paralelos incide em S e volta ao ponto de origem, sendo refletido irregularmente não sendo paralelos.Ocorre em superfícies opaca e rugosa, corpos visíveis e iluminados.
• Refração regular: o feixe de raios paralelos atravessa S e se propaga no outro meio , ocorre em materiais transparente e translúcido
• Absorção: o feixe de raios paralelos incide em S e não se reflete nem se Produzir refração, a luz e absorvida pela superfície. Ocorre em objetos de cor escura

PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA

A óptica geométrica são três princípios que a reagem , consequentemente o modo de propagação da luz.

O Princípio de Propagação Retilínea dos Raios Luminosos, em meios transparentes e homogêneos um raio de luz percorre trajetória retilínea.

O Princípio de Reversibilidade dos Raios Luminosos, o seu percurso não e modificado caso o percurso seja invertido, nos meios transparentes e homogêneos.

O Princípio de Independência dos Raios Luminosos, fala que quando os raios de luz se cruzem não altera sua trajetória direção... , isto em qualquer que seja o meio.

APLICAÇÕES DA PROPAGAÇÃO RETILÍNEA DA LUZ

São Fenômenos com a formação de sombra e penumbra,os eclipse, e a formação de imagens em câmaras.

SOMBRA E PENUMBRA

Quando um corpo opaco é colocado entre uma fonte de luz e um anteparo é possível delimitar regiões de sombra e penúmbra. A sombra é a região do espaço que não recebe luz direta da fonte. Penúmbra é a região do espaço que recebe apenas parte da luz direta da fonte, sendo encontrada apenas quando o corpo opaco é posto sob influência de uma fonte extensa

ECLIPSES

A origem da palavra eclipse grega e significa desmaio ou abandono, já o significado atual de ocultação ou obscurecimento parcial ou total de astros pela interposição de outros. Fenômeno muito conhecido e do eclipse do sol e da lua.  

ECLIPSE DO SOL

O eclipse do sol pode ser parcial ou total , o fenômeno so acontece com os três astros estão alinhados .

Quando acontece o eclipse solar, alguma parte do planeta fica sem luz , mesmo seja dia fica sem iluminação.

Há tanta o eclipse anular que é raríssimo e acontece quando vemos o sol como anel, mas só pode ser visto em um posto X, que corresponde ao vértice do cone de sombra da Lua.

ECLIPSE DA LUA

Quando a lua e, Terra e Sol se alinham.

AS FASES DA LUA

São denominada quatro fases. Nova, crescente, cheia e minguante. Se modificando diariamente, isso se deve  a mudança de posição entre a terra, lua e sol.

As constelações indígenas Brasileiras.

Antigamente acreditavam que a abobada celeste era imutável e perene –perfeita e divina. Conhecemos as constelações zodíaco, um conjunto de treze constelações situadas em uma faixa de céu próxima a trajetória anual do sol: Peixes, Áries, touro, gêmeos, câncer, leão,virgem, libra, escorpião, Ophiuchus, sagitários,capricórnio e aquário, descrita pelos nossos antepassados gregos.

As observações do céu que realizamos com índios de todas as regiões do Brasil permitiram localizar a maioria das constelações Tupinambá, apenas relatadas por d`Abbeville e de diversas outras etnias indígenas brasileiras. Os índios brasileiros davam maior importância às constelações localizadas na Via Láctea, que podiam ser constituídas de estrelas individuais e de nebulosas, principalmente as escuras. A Via Láctea é chamada de Caminho da Anta (Tapi’i rapé, em guarani) pela maioria das etnias dos índios brasileiros, devido principalmente às constelações representando uma Anta (Tapi’i, em guarani) que nela se localizam.

Ângulo Visual - É a distancia entra o observador  e o objeto.  O que esta mais afastado parece menor , pois o ângulo de visão diminui com o distanciamento entre os olhos e os objetos.

Limite Acuidade Visual - É o menor ângulo visual pelo qual podemos ver o tamanho de um objeto.

CÂMARA ESCURA DE ORIFÍCIO

É o precursor da máquina fotográfica.  Ela é uma caixa de paredes opacas com um pequeno buraco no centro de uma das faces.

Equação da Câmara Escura :

MN/M’N’ = P/P.

CORES E VELOCIDADE DA LUZ

A luz de uma lâmpada incandescente comum ou a luz do Sol é chamada deLUZ BRANCA  ou LUZ VISÍVEL.

Issac Newton verificou que , quando a luz branca atravessa um prisma de vidro, ela se decompõe em infinitas cores, que podem ser agrupadas nas cores vermelhas, alaranjada, amarela, verde, azul, anil e violeta. Sempre nesta ordem.

A dispersão da luz acontece por causa do fenômeno da refração.

FENÔMENO DA COR

Podemos dizer que cor é a interpretação fisiológica ao recebimento de uma luz de determinado comprimento.  Isso depende da existência de alguns dispositivos chamados de cones, que se encontram nos olhos. A partir deles é possível enxergar mais ou menos cores ou definiras cores primárias.

O olho humano tem três tipos de cones, enquanto alguns animais apresentam dois ou quatro tipos de cones.

A cor de um corpo resulta de dois fenômenos ópticos: da absorção e da difusa.  Se dois corpos vistos sobre a luz solar branca, um vermelho e outro azul, quando colocados em um ambiente iluminado apenas com uma luz monocromática vermelha, este se mostrará vermelho , porque é a cor que ele reflete difusamente, e o azul aparecerá na cor preta , porque ele absorve a cor vermelha e não reflete nenhuma.

FILTRO DE LUZ

O filtro de luz é qualquer dispositivo feito de material transparente que deixa passar a luz de uma única cor.

Um filtro vermelho é aquele que permite a passagem de apenas radiação de luz vermelha.

Algumas plantas e animais possuem a capacidade de se adaptar á cor do ambiente ou de outros seres, passando assim despercebido de seus predadores ou presas.  Fenômeno chamado de MINETISMO.

AS CORES NA ARTE VISUAL

As cores podem receber diversas classificações, chamada de cores quentes, frias, primarias, secundária. Podemos perceber melhor essas classificações na roda cromática. Para que as obras de arte e as vestimentas da moda tenham uma boa expressão visual, as cores devem ser combinada adequadamente, proporcionando uma impressão harmônica. Os artitas utilizam-se dos seguintes tipos de harmonia das cores..

• Harmonia monocrática: Uma só cor com diferentes graus de tonalidade.
• Harmonia análoga: Cores derivada de uma cor primaria.

Referência Bibliografica

LUKE, L. P. ; YAMAMOTO, K. Física para o Ensino Médio, Volume 2 – 1. ed. – São Paulo : Saraiva, 2010. P.134 a 151. Capítulo 7 : "Princípios da Óptica geométrica".