Sejam bem-vindos a mais uma aula \o/
Hoje finalizaremos nossos estudos sobre
a luz, abordando (vocês já devem ter lido o título) os princípios da óptica
geométrica. Antes de dissertar sobre os princípios vamos à origem deles.
Para escrever o grande livro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica,
Newton realizou diversos estudos e experimentos. Um desses experimentos foi
observar raios de luz que penetravam em uma sala escura através de um pequeno
orifício.
na imagem vemos uma demonstração de Newton sobre a propagação retilínea da luz
Com essa observação ele percebeu que a
trajetória da luz é retilínea, temos então o primeiro princípio da óptica
geométrica!
Princípio da Propagação Retilínea dos Raios Luminosos: em
meios homogêneos, transparentes e isótropos os raios luminosos se propagam de
forma retilínea. Devido a esse princípio que representamos os raios de luz por
um segmento de reta orientado.
Princípio de Reversibilidade dos Raios Luminosos: em
meios homogêneos, transparentes a trajetória de um raio luminoso não se altera
quando o sentido do seu percurso é invertido.
Princípio da
Independência dos Raios Luminosos: em qualquer meio onde os raios de luz
se cruzem, eles seguem sua trajetória original, sem que nenhuma característica (direção,
cor e sentido) se altere.
Quais as aplicações
desses princípios?
Sombra e penumbra são fenômenos que
ocorrem devido à propagação retilínea da luz.
Vamos considerar uma fonte de luz
pontual e um anteparo P, entre os dois um corpo opaco C.
representação do exemplo. via:alunosonline
A região entre C e P não recebe luz,
essa região é denominada sombra, pois não é iluminada por nenhuma parte da
fonte de luz.
Agora uma fonte extensa de luz nas
mesmas condições do exemplo anterior.
representação do exemplo. via:alunosonline
Observamos uma região de sombra, mas
também podemos notar uma região mais clara, que recebe um pouco de luz da
fonte, essa região é conhecida como penumbra.
Sombra é
a região que não recebe luz direta da fonte, enquanto a penumbra recebe parte da luz.
Fenômenos com
formação de sombra e penumbra são comuns para nós, seguem abaixo dois exemplos:
eclipse solar. via:ciência cultura
eclipse lunar. via:uranometrianova
Percebam que os eclipses são semelhantes
aos exemplos mencionados para estudarmos sombra e penumbra.
Decorrem ainda do princípio de
propagação retilínea da luz o ângulo visual e a câmara escura de orifício.
Ângulo visual (θ): é o ângulo que enxergamos o tamanho
dos objetos. Ele depende da extensão do objeto e da posição do mesmo em relação
aos olhos do observador. Quando maior a distância do objeto, menor o ângulo
visual e menor parece ser o objeto. O menor ângulo visual do globo ocular é denominado
limite de acuidade visual e é da ordem de um minuto.
ângulo visual
Câmara escura de
orifício: é
uma caixa de paredes opacas, com um pequeno orifício (O) em uma das paredes. Um
objeto luminoso ou iluminado é colocado em frente à câmara. Os raios de luz que
partem do objeto atravessam o orifício (O) determinam na parede oposta ao
orifício uma imagem semelhante e invertida do objeto. A câmara escura de
orifício é o precursor da máquina fotográfica!
câmara escura de orifício. via:os fundamentos da física
Considerando:
AB = tamanho o objeto
o = objeto
O = orifício
i = imagem
A’B’ = tamanho da imagem
p = distância do objeto ao orifício (O)
p’ = distância do orifício (O) a imagem
(i)
O triângulo ABO é semelhante ao
triângulo A’B’O, podemos concluir que:
Essa expressão é
conhecida como a equação da câmara
escura.
Se aumentarmos o diâmetro do orifício, isso diminui a
nitidez da imagem (i), embora a luminosidade aumente.
Assim terminamos nossos estudos sobre a luz \o/
Espero que tenham gostado pessoal, na próxima aula iremos
trabalhar com os espelhos planos!
Obrigado pela atenção, comentem, compartilhem, critiquem, só
assim podemos construir um blog melhor para vocês \o/
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