prof. nelson luiz reyes marques
DESCRIPTION
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL INSTITUTO DE FÍSICA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENSINO DE FÍSICA. ÓPTICA GEOMÉTRICA. Prof. Nelson Luiz Reyes Marques. I- INTRODUÇÃO. 1- Luz. A luz é uma onda eletromagnética capaz de sensibilizar nossos órgãos visuais. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/1.jpg)
Prof. Nelson Luiz Reyes Marques
ÓPTICA GEOMÉTRICA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SULINSTITUTO DE FÍSICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENSINO DE FÍSICA
![Page 2: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/2.jpg)
1- LuzA luz é uma onda eletromagnética capaz de sensibilizar
nossos órgãos visuais
I- INTRODUÇÃO
![Page 3: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/3.jpg)
2- Raio de luz: linha orientada que representa, graficamente, a direção e o sentido de propagação da luz.
3- Feixe de luz: conjunto de raios de luz.
![Page 4: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/4.jpg)
4- Fonte de Luz: todo corpo capaz de emitir luz.
a- Fonte Primária: emite luz própria (corpos luminosos).
-Incandescente – quando emite luz a alta temperatura. Exemplo: lâmpada incandescente, a temperatura do filamento chega a cerca de 2 500 0C.
-Luminescente – quando emite luz a temperatura relativamente baixa. Exemplo: vaga-lume, lâmpadas fluorescentes, objetos fosforescentes (como interruptor de luz, mostrado de alguns relógios etc.).
b- Fonte Secundária: emite luz que recebe de outro corpo (corpos iluminados).
![Page 5: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/5.jpg)
6- Tipos de meios ópticos:a- Meio Homogêneo: É aquele apresenta as mesmas propriedades físicas em toda a sua extensão.
b- Meio Isótropo: É aquele no qual a luz se propaga com a mesma velocidade em todas as direções e sentidos.
5- Meios de propagação da luz a- Meio Transparente: permite a propagação da luz através de si, segundo trajetórias regulares, permitindo a visão nítida dos objetos (vidro comum, ar).
b- Meio Translúcido: permite a propagação da luz através de si, segundo trajetória irregular, não permitindo a visão nítida dos objetos (vidro fosco, papel de seda).
c- Meio Opaco: Não permite a propagação da luz através de si (madeira e parede de tijolos).
![Page 6: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/6.jpg)
7- Princípios da Óptica Geométrica
a- Princípio da Propagação Retilínea: “Nos meios homogêneos e transparentes a luz se propaga em linha reta”.
![Page 7: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/7.jpg)
b- Princípio da Independência dos Raios de Luz: “Quando os raios de luz se cruzam, cada um deles continua seu trajeto como se os demais não existissem”.
![Page 8: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/8.jpg)
c- Princípio da Reversibilidade dos Raios de Luz:
“A trajetória descrita por um raio de luz não depende do sentido de propagação”.
Trocando a posição da fonte e do observador, o trajeto do raio é exatamente o mesmo.
![Page 9: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/9.jpg)
Sombra e PenumbraEm óptica, a palavra sombra significa uma região não-
iluminada. Ela pode ser produzida pela colocação de um objeto opaco entre a fonte e o anteparo; chama-se de penumbra uma região parcialmente iluminada.
F: fonte puntiforme
AB: fonte extensa. C: corpo opaco.
8- Aplicações da propagação retilínea da Luz
![Page 10: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/10.jpg)
FASES DA LUA
![Page 11: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/13.jpg)
ECLIPSE SOLAR
![Page 14: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/14.jpg)
![Page 15: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/15.jpg)
![Page 16: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/17.jpg)
![Page 18: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/18.jpg)
![Page 19: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/19.jpg)
![Page 20: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/23.jpg)
PRECESSÃO
A orientação da inclinação do eixo da Terra muda com o tempo.
Ele ocorre a cada 22 mil anos. Isso faz com que as estações sejam lentamente alteradas durante o ano.
Onze mil anos atrás, o hemisfério norte era inclinado na direção do Sol em dezembro, em vez de em junho. Inverno e verão eram invertidos.
![Page 24: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/24.jpg)
http://omnis.if.ufrj.br/~tati/webfisica/sis-solar/movterra.htm
http://www.cfh.ufsc.br/~pduarte/moviterra.html
Simulação
Movimentos da Terra
![Page 25: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/25.jpg)
II - REFLEXÃO DA LUZ E ESPELHO PLANO
1- TIPOS DE REFLEXÃO
a) Reflexão especularOcorre em superfícies polidas (bem lisas). Aqui a forma do pincel de luz não é destruída depois da reflexão.
b) Reflexão difusaOcorre em superfícies rugosas (cheias de irregularidades). Aqui a forma do pincel de luz é destruída depois da reflexão, ou seja, a luz acaba sendo espalhada para várias direções. Veja a figura abaixo:
![Page 26: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/26.jpg)
2- Leis da Reflexão
1° Lei: “o raio incidente R, a normal N e o raio refletido R’ são coplanares.”
2° Lei: “o ângulo de reflexão r é igual ao ângulo de incidência i.”
![Page 27: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/27.jpg)
![Page 28: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/28.jpg)
3- ESPELHO PLANO
a) IMAGEM EM UM ESPELHO PLANO
de um ponto material
O ponto objeto P e o ponto imagem P’ são simétricos em relação à superfície refletora e têm naturezas opostas.
![Page 29: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/29.jpg)
![Page 30: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/30.jpg)
de um corpo extenso
O espelho plano fornece, de um objeto real, imagem virtual, direita, mesmo tamanho e enantiomorfa.
![Page 31: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/31.jpg)
a) NÚMERO DE IMAGENS DE UM OBJETO SITUADO ENTRE DOIS ESPELHOS PLANOS QUE FORMAM UM ÂNGULO
1360N0
![Page 32: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/32.jpg)
1- CONCEITOÉ toda calota esférica em que uma de suas superfícies é
refletora.
III- ESPELHO ESFÉRICO
![Page 33: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/33.jpg)
Espelho Côncavo Espelho Convexo
![Page 34: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/34.jpg)
2- Elementos dos Espelhos Esféricos
CV=RAIO(R)
FV=DISTÂNCIA FOCAL
C: centro de curvatura
V: vértice
F: focoC F V
Eixo principal
![Page 35: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/35.jpg)
3- RAIOS NOTÁVEIS
![Page 36: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/36.jpg)
![Page 37: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/37.jpg)
1º- Imagem no Espelho Côncavo
a) Objeto antes do centro de curvatura
4- Estudo Geométrico
![Page 38: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/38.jpg)
b) Objeto colocado no centro de curvatura
![Page 39: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/39.jpg)
C- Objeto colocado entre o centro de curvatura e o foco
![Page 40: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/40.jpg)
d) Objeto colocado no foco do espelho
![Page 41: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/41.jpg)
e) Objeto colocado entre o foco e o vértice
![Page 42: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/42.jpg)
3º) Imagem no Espelho Convexo
![Page 43: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/43.jpg)
IV- Lentes Esféricas
1- CONCEITO: Uma lente esférica é um corpo homogêneo e transparente, limitado por duas superfícies esféricas ou uma esférica e outra plana.
Os elementos geométricos de uma lente são:
- O1 e O2 centros de curvatura;- R1 e R2 raios de curvatura;- O1O2 eixo principal;- V1 e V2 vértices;- V1V2 espessura;- S1 e S2 superfícies que limitam a lente.
![Page 44: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/44.jpg)
Biconvexa Plano-convexa Côncavo-convexa Representação
esquemática
2- NOMENCLATURA E TIPOS
a- Lentes de Bordos Finos (Delgados)
Lentes convergentes: convexas (nL > nM)
![Page 45: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/45.jpg)
Bicôncava Plano-côncava
Convexo-côncavaRepresentação esquemática
b- Lentes de Bordos Espessos (grossos)
Lentes divergentes: côncavas (nL > nM)
![Page 46: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/46.jpg)
3- COMPORTAMENTO ÓPTICO
No ar, as lentes de bordos delgados são convergentes e as de bordos espessos são divergentes.
![Page 47: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/47.jpg)
4- RAIOS NOTÁVEIS
1- Todo raio de luz que incide paralelamente ao eixo principal emerge da lente numa direção que passa pelo foco principal imagem F’.
2- Todo raio de luz que incide numa direção que passa pelo centro de óptico não sofre desvio ao atravessar a lente.
3- Todo raio que incide por uma direção que passa pelo foco principal objeto F emerge da lente paralelamente ao eixo principal.
![Page 48: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/48.jpg)
![Page 49: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/49.jpg)
5- OBTENÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS
a- Lente Convergente1O) Objeto além do ponto antiprincipal objeto C.
A imagem é real, invertida e menor.
![Page 50: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/50.jpg)
2O) Objeto sobre o ponto antiprincipal objeto C.
A imagem é real, invertida e do mesmo tamanho.
3O) Objeto entre o ponto antiprincipal objeto C e o foco principal objeto F.
A imagem é real, invertida e maior
![Page 51: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/51.jpg)
40) Objeto sobre o foco principal objeto F.
A imagem é imprópria (imagem no infinito).
5O) Objeto entre o foco principal objeto F e o centro óptico O.
A imagem é virtual, direita e maior
![Page 52: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/52.jpg)
6°) Objeto impróprio (objeto no infinito)
A imagem está no plano focal
b- Lente Divergente
A imagem é virtual, direita e menor.
![Page 53: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/53.jpg)
7- O OLHO HUMANO
![Page 54: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/54.jpg)
a) MIOPIAA miopia é um distúrbio de focalização da imagem na qual esta forma-se anteriormente à retina. Isto deve-se a um maior comprimento do globo ocular ou aumento na curvatura da córnea ou cristalino, resultando em dificuldade para ver longe. Pode ser corrigida com lentes esféricas divergentes.
![Page 55: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/55.jpg)
b-HIPERMETROPIA Na hipermetropia também ocorre uma dificuldade de focalizar a imagem, só que contrariamente à miopia, a focalização se dá posteriormente à retina. Deve-se portanto a um globo ocular com menor comprimento ou devido à córnea ou cristalino possuírem uma menor curvatura. Na hipermetropia observa-se uma visão ruim para perto, podendo gerar dificuldade na visão para longe nos casos mais severos. Pode ser corrigida com lentes esféricas convergentes.
![Page 56: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/56.jpg)
C- PRESBIOPIAA presbiopia ou vista cansada é uma condição inevitável, que surge normalmente em indivíduos após os 40 anos de idade em média, e decorre de uma perda progressiva da flexibilidade do cristalino e provoca uma dificuldade para a visão de perto, conhecida popularmente como vista cansada. Pode ser corrigida com lentes esféricas convergentes.
![Page 57: Prof. Nelson Luiz Reyes Marques](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022012400/56814c10550346895db90e9d/html5/thumbnails/57.jpg)
C- ASTIGMATISMO O astigmatismo é uma condição que decorre da diferença de curvatura da córnea ou cristalino nas diferentes direções (comparável às curvaturas de um ovo ou de uma bola de futebol americano), e disto resultam diferentes profundidades de foco que distorcem a visão tanto de longe quanto perto. Pode ser corrigido com lentes cilíndricas.