Princípios da óptica geométrica
Quando a luz está atravessando um meio material transparente e opticamente homogêneo, ela sempre apresenta três características importantes. Chamaremos estas três características de princípios da óptica geométrica. São eles:
Vamos ver o significado de cada um destes princípios.
Princípio da propagação retilínea da luz
"A luz sempre propaga-se em linha reta nos meios materiais opticamente homogêneos".
Meios materiais opticamente homogêneos são aqueles onde basicamente não há diferenças em sua densidade. Por exemplo, a densidade da água pura, dentro de um aquário, é independente da região que ela ocupa. A água que ocupa a região superior do aquário tem a mesma densidade da água que ocupa a região inferior ou lateral. Nesta situação, a luz ao atravessar o meio irá encontrar sempre a mesma dificuldade.
Por outro lado, se eu começar a esquentar esta água, eu irei fazer com que a água da parte inferior do aquário fique mais densa que a água da parte superior. Com isso a luz vai encontrar uma dificuldade maior na medida em que se aproxima do fundo. Este meio não é mais homogênio, mas sim heterogêneo.
Se colocarmos água com gás dentro do aquário, teremos também um meio heterogêneo, pois a luz irá encontrar dificuldades diferentes para a sua propagação quando ela estiver passando pela água e pelo ar das bolhinhas. Para ela passar pelas bolhinhas é mais fácil do que passar pela água.
Por isso, a luz pode fazer curvas somente em meios materiais heterogêneos. Leia com atenção a experimentação da pág. 161 da sua apostila para ver como isso é possível.
Princípio da reversibilidade na trajetória da luz
"A trajetória de um raio de luz não depende do sentido da sua propagação".
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Veja a fig. ao lado. O raio de luz representado em vermelho saiu de A,
refletiu no espelho (ao bater no ponto P)
e chegou até o ponto B. O princípio da
reversibilidade garante que se ele tivesse
saído de B e chego no ponto P
do espelho, com certeza iria
passar pelo ponto A. O caminho de ida
sempre será igual ao caminho e volta.
Uma aplicação disto seria o caso em que você observa uma pessoa pelo retrovisor de um carro. Pelo princípio da reversibilidade com certeza esta pessoa também poderá te ver pelo mesmo retrovisor. (Na fig. ao lado, se o ponto A enxerga B, B também enxerga A) |
Princípio da independência dos raios (ou pincéis) de luz
Na pág. 162 da apostila você pode encontrar uma foto de dois pincéis de luz que se cruzam, um vermelho e outro azulado. Note que depois do encontro o pincel azulado continua azulado e o pincel vermelho continua vermelho, e que além disso um não desvia o outro. Deste fato tiramos o terceiro princípio da óptica geométrica.
"Quando dois ou mais raios (ou pincéis) de luz se cruzam, eles conservam suas características iniciais, pois são independentes entre si".
Sombra e penumbra (pág. 163)
Através da apresentação em Power Point "Sombra e penumbra" você poderá visualizar o que é sombra e o que é penumbra. Depois execute o programa Eclipse1999 e assista a simulação de uma eclipse, fenômeno natural que tem tudo a ver com sombra e penumbra.
Uma coisa que é muito importante saber sobre as sombras, é que podemos usá-la para determinar alturas de objetos. Veja como é feito na apresentação em Power Point "Sombras e alturas".
Fenômenos luminosos (pág. 165)
Iniciaremos nosso estudo dos fenômenos luminosos com apenas três, reflexão, refração e absorção. Observe a fig. da pág. 165 da sua apostila. Nela você pode ver um raio laser vermelho incidindo sobre uma superfície de água. Note que uma parte da luz que bate na água volta para o ar. A este fenômeno damos o nome de refração. Se você olhar novamanete na figura vai ver que outra parte da luz penera na água, e começa a propagar-se em seu interior. A este fenômeno damos o nome de refração. O que não dá pra perceber é que uma pequena parte do laser é absorvido pela água, esquentando-a. A este fenômeno damos o nome de absorção.
Veja se você consegue lembrar-se do último dia em que foi à piscina.
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Veja também:
| nomenclatura | princípios básicos | reflexão, refração e absorção | velocidade da luz |
