sexta-feira, 29 de janeiro de 2021

Introdução ao estudo de óptica geométrica

 

ÓPTICA GEOMÉTRICA

 

É a parte da Física que estuda os fenômenos luminosos pela geometria plana, sem se preocupar com a natureza da luz.

 

 Introdução

 

Luz é uma forma de energia que sensibiliza nossos órgãos visuais. Ela se propaga nos meios materiais e, também, no vácuo com velocidade de 300.000 km/s ou c = 3 . 108 m/s.

 

Raio luminoso

 

É toda linha orientada que tem origem na fonte de luz. É indicada por uma seta e ilustra a propagação da luz.

 

Fontes de Luz

 

São corpos que emitem luz. As fontes de luz se dividem em:

 


 

Fonte primária ou luminosa - Emitem luz própria: como o Sol, as estrelas, uma lâmpada acesa etc.

 
- Incandescentes - emitem luz, devido à alta temperatura (em geral, acima de 400ºC).

Exemplo: luz de uma lâmpada de filamento de tungstênio.

 

- Luminescentes - São aquelas que emitem luz a temperaturas relativamente baixas.
 
- Fluorescentes - a luz é emitida pela presença de um elemento excitador (radiação ultra-violeta).

Exemplo: Lâmpadas fluorescentes (luz fria).

 

- Fosforescentes: são aquelas que emitem luz durante um certo tempo, mesmo após ter cessado a ação do agente excitador (substância fosforescente).

Exemplo: Mostradores de certos relógios que permitem a visão no escuro, absorvendo energia luminosa durante o dia e emitindo-as durante a noite.

 

Fontes secundárias ou iluminadas - Não possuem luz própria, emitem luz que não foi gerada por elas.

Exemplos - a Lua, uma lâmpada incandescente apagada,  uma paisagem iluminada pela luz do Sol, "olho de gato das estradas", pedal da bicicleta etc.

 

 

As fontes de luz podem ser classificadas ainda em:

 

Fonte puntiforme ou pontual - De dimensão desprezível em relação à distância até o observador.

 

Fonte Extensa - De dimensão não desprezível.

Exemplo - Uma lâmpada a 20 cm de um observador é uma fonte extensa. A mesma lâmpada a 2 km é uma fonte pontual.

 

Meios de propagação

 

Meios Transparentes

Permitem que a luz os atravesse, descrevendo trajetórias regulares e bem definidas.



O único meio absolutamente transparente é o vácuo. Entretanto, em camadas de espessura não muito grande, também podem ser considerados transparentes o ar atmosférico, a água pura em pequena quantidade e o vidro hialino.

 

Um meio transparente pode ser denominado:

- Homogêneo: quando suas propriedades físicas são iguais em todos os pontos.

- Isótropo: quando suas propriedades físicas são iguais em todas as direções.

- Ordinário: quando for simultaneamente homogêneo e isótropo.

 

Meios translúcidos

São aqueles em que a luz descreve trajetórias irregulares com intensa difusão (espalhamento aleatório).



Como exemplo, tem-se: quando a luz atravessa a neblina, o vidro leitoso, o papel vegetal.

 

Meios opacos

São aqueles em que a luz não se propaga.



Depois de incidir num meio opaco, parte da luz é refletida e parte absorvida é convertida em outras formas de energia.