Princípios básicos da óptica geométrica
Neste capítulo você irá aprender alguns conceitos básicos que serão de fundamental importância no entendimento do que é luz e de como ela se comporta na natureza.
A luz pode ser estudada de algumas maneiras diferentes:
Velocidade da luz
Pelas teorias físicas atuais não existe nada que viaje mais rápido que a luz no vácuo, sua velocidade é de aproximadamente 300 000km/s (3 x 105km/s), ou 300 000 000m/s (3 x 108m/s).
Internacionalmente adotou-se a letra "c" minúscula para representar a velocidade da luz no vácuo. Então:
| c = 300 000km/s | c = 3 x 105km/s |
mudando a unidades teremos:
| c = 300 000 000m/s |
c = 3 x 108m/s |
Alguns conceitos importantes
Fonte de luz é todo corpo que emite luz, porém, alguns corpos tem a capacidade de emitir luz própria, como é o caso do Sol, da chama da vela, de uma lâmpada acesa. Chamamos estes corpos de fontes de luz primária. Outros corpos não conseguem emitir luz própria, eles somente refletem a luz originária de alguma outra fonte. É o caso da lua, de uma lâmpada apagada ou de lápis. Chamamos estes corpos de fontes de luz secundárias.
Responda a seguinte pergunta: O vaga-lume é pode ser considerado como fonte de luz primária ou secundária ?
As fontes de luz também podem ser classificadas de acordo com seu tamanho relativo.
Fonte de luz puntiforme (ou pontual): quando seu tamanho aparente pode ser desprezado, ou seja, podemos considera-la como se fosse um ponto. Exemplo: a chama de uma vela observada a 20m de distância.
Fonte e luz extensa: quando seu tamanho aparente não pode ser desprezado, e conseqüentemente não se parece com um ponto. Exemplo: a chama de uma vela observada de perto, a uns 20cm de distância.
Responda as seguintes perguntas: Que tipos de fonte de luz são as estrelas e os planetas ? Uma estrela pode ser considerada como uma fonte de luz extensa. Em que situação isso ocorre ?
A luz se propaga através de meios materiais, como vidro, ar, água etc. Estes meios materiais também podem ser classificados.
Meio material opaco: não permite a passagem da luz em seu interior. Exemplos: madeira, paredes de alvenaria, muitas folhas de papel sulfite sobrepostas etc.
Meio material translúcido: permite que parte da luz o atravesse, porém de forma desordenada (ela sofre muitos desvios em seu interior). Exemplos: uma folha de papel sulfite, um vidro fosco, uma cortina de seda fina etc.
Meio material transparente: permite que a luz o atravesse por longas distâncias sem perdas consideráveis em sua intensidade. Exemplos: um vidro de carro, o ar (na maioria das vezes), uma fina camada de água pura etc.
Meio material opticamente homogêneo: apresenta as mesmas propriedades ópticas em qualquer ponto do seu interior.
Meio material opticamente heterogêneo: as propriedades ópticas deste meio mudam de ponto para ponto, ou seja, a luz quando passa em seu interior reage de forma diferente em diferentes regiões do meio.
Pincel de luz: região do espaço por onde a luz passa durante a sua propagação. Veja a fig. abaixo:
Note que você não pode ver um pincel de luz. O máximo que conseguimos é visualizar sua forma se jogarmos farinha ou talco, ou outro algum outro tipo de material particulado sobre ele. Neste caso poderemos observar as partículas do talco ou da farinha, mas não o pincel de luz. Este fenômeno, também observado quando você abre a janela do seu quarto de manhã, deixando a luz do Sol entrar, é conhecido como efeito Tyndall.
Existem três tipos de pinceis de luz, o pincel cônico convergente, o pincel cônico divergente e o pincel cilíndrico. Veja exemplos de cada um deles na pág. 159 da sua apostila de Física 2.
Raio de luz é o nome que daremos para um pincel de luz bem fininho. Usaremos este conceito para facilitar nosso estudo da luz. Você também poderá ver o que é um raio de luz na pág. 159.
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Veja também: