Fenômenos Luminosos

Fenômenos Luminosos

1. Feixe de luz

   • é o conjunto de raios luminosos.
   • Paralelos
     • é o conjunto de raios luminosos paralelos e igualmente espaçados.
   • Divergentes
     • a luz parte de um ponto e atinge várias direções.
   • Convergente
     • a luz, que vem de várias direções, atinge um único ponto.

2. Óptica

   • É a parte da física que trata dos fenômenos que têm como causa determinante a energia radiante, em particular a LUZ.
   • física
     • preocupa-se com a natureza da luz
   • Geométrica
     • estuda a trajetória seguida da luz

3. Princípios da Ópitica Geométrica

   • III- Principio da Reversidade do raio de luz.
     • A trajetória do raio de luz não depende do sentido do percurso.
   • I-Principio da Propagação Retilínea da luz
     • Fases da Lua
       • As fases da Lua estão relacionadas com a posição desta em relação ao Sol e à Terra. Observe que a parte da Lua voltada para o Sol é uma região iluminada. Dessa forma, um observador na Terra, olhando para a Lua, poderá ver, dependendo da posição desta, partes iluminadas e regiões escuras. Essas diferentes distribuições de luminosidade são o que determinam as chamadas fases da Lua.
     • Eclipeses
     • Sombra e Penumbra
       • Fontes puntiformes ou pontuais podem produzir apenas sombra. Fontes extensas produzem sombra e penumbra.
     • Câmera Escura com Orifício
       • consiste de uma caixa com um furo, na qual se forma uma imagem que está em frente ao furo, na face oposta. a câmara escura possui o mesmo princípio de funcionamento das máquinas fotográficas.
   • II-Princípio da independência dos raios Luminosos
     • Cada raio de luz propaga-se independentemente dos demais, ou seja, quando 2 ou mais raios se interceptam em sua trajetória eles não modificam suas características após a interferência.

4. Fonte de luz

   • são corpos capazes de emitir luz, seja dela própria ou refletida.
   • Primária
     • é aquela que possui luz própria.
   • Extensa
     • são as que suas dimensões são relevantes, que seu tamanho não pode ser desprezado, por exemplo uma lâmpada próxima a um livro ou o Sol iluminando
   • Pontual
     • são aquelas que suas dimensões são desprezíveis em relação a um ambiente. Exemplos podem ser uma pequena lâmpada num estádio de futebol; uma estrela muito distante.
   • Secundária
     • reflete a luz emitida pela fonte primária.

5. Fenômenos Ópticos

   • Absorção
   • Refração
     • A refração é o fenômeno óptico em que a luz, ao mudar de meio de propagação, altera a sua velocidade e direção de propagação.
     • Indice de Refração absoluto
       • O índice de refração é adimensional e uma maneira de entende-lo é relacioná-lo com a dificuldade que a luz tem de se propagar em um meio. Quanto maior for o índice de refração, maior será essa dificuldade e, portanto, menor a velocidade de propagação.
       • n=c/v
     • Leis da refração
       • 2ª(lei de Snell- Descartes)
         • A razão entre o seno do ângulo de incidência sen i e o seno do ângulo de refração sen r é constante e igual ao índice de refração do meio 2 em relação ao meio 1:
         • 2°caso
           • nA > nB ? vA < vB ? i < r
         • 1°caso
           • nA < nB ? vA> vB ? i > r
         • Caso particular
           • θ1 = 0° Quando a luz incide perpendicularmente à superfície, a incidência ocorre
       • 1ª
         • o raio incidente, o raio refletido, o raio refratado e a normal (N) são coplanares.
     • Aplicação da refração
       • Dioptro plano
         • É o conjunto de dois meios homogêneos e transparentes, separados por uma superfície plana. Considerando os ângulos muito pequenos de modo que o observador esteja bem próximo da normal,
       • Reflexão Interna total
         • Ocorre quando a luz monocromática passa do meio mais refringente para o menos refringente
         • Miragens
           • devido à variação da densidade do ar com a temperatura, temos a ilusão em dias quentes e secos, de poças de água, miragens em desertos, pois o Sol em contato com o solo deixa o ar mais quente e consequentemente menos refringente que o ar das camadas superiores. Portanto, a luz que vem em direção ao solo pode sofrer reflexão total ao se aproximar do chão e, assim, pode atingir os olhos do observador, que terá a impressão de que no solo existe um espelho fornecendo a imagem do objeto.
         • Fibra optica
           • A fibra óptica é constituída de um núcleo de material transparente que apresenta um índice de refração muito elevado em relação ao do material que o reveste. Por isso, o ângulo limite entre o núcleo da fibra óptica e o material do revestimento é muito pequeno. Um raio de luz que penetra em um dos lados de uma fibra óptica sofre múltiplas reflexões totais, saindo do outro lado com poucas perdas, como está representado na figura a seguir. São utilizadas como cabos para transmissão de dados (telefonia, televisão, Internet e outros) e como fios transportadores de luz para iluminar o interior do corpo humano em intervenções médicas, como a endoscopia, entre outras aplicações.
         • Brilho dos diamantes
           • O brilho intenso de um diamante é devido à reflexão total. Seu ângulo limite é muito pequeno, da ordem de 23o e seu índice de refração é muito grande. Assim ele consegue “aprisionar” a luz em seu interior fazendo-a sofrer inúmeras reflexões totais e muito pouca refração para o meio exterior. Além disso, ele é lapidado de maneira que a luz fique mais tempo dentro dele de modo que a luz incidente numa das faces seja totalmente refletida nas outras.
         • CONDIÇÕES PARA OCORRER A REFLEXÃO TOTAL
           • a luz deve dirigir-se do meio mais refringente para o meio menos refringente. O ângulo de incidência deve ser igual ou superior ao ângulo-limite do dioptro.
   • Reflexão
     • A reflexão ocorre quando a luz, ao incidir numa superfície, retorna ao meio original.
     • Difusa
       • a reflexão é irregular, o que permite que pessoas, situadas em posições diferentes, enxerguem o mesmo objeto. Ocorre em superfícies rugosas.
     • Especular
       • a reflexão é regular, ou seja, o raio refletido é bem definido e apresenta uma direção preferencial. Ocorre em superfícies lisas e polidas (espelhos).
     • leis da relexão
       • 2ª
         • o ângulo incidente (θi) e o ângulo de reflexão (θr) são congruentes. Ou seja, θi = θr.
       • 1ª
         • o raio incidente, o raio refletido e a normal (N) são coplanares.

6. Raios de luz

7. Disperção da luz

   • de uma luz policromática é a sua decomposição nas diversas luzes monocromáticas que a constituem.
   • Monocromática
     • quando possui apenas uma cor associada a ele – ou um comprimento de onda específico para aquela cor.
   • Policromática
     • quando possui várias cores – ou comprimentos de onda – em sua composição.

8. Meios de propagação

   • Dependendo da espessura a ser atravessada pela luz, um meio transparente pode se tornar translúcido ou mesmo opaco. Exemplo: Uma lagoa profunda, mesmo de águas claras, não nos permite ver o fundo. Materiais opacos à luz visível podem ser translúcidos ou mesmo transparentes para outras radiações. Exemplo: o corpo humano é  relativamente transparente para os raios X.
   • Transparente
     • a luz se propaga com regularidade possibilitando uma imagem nítida dos objetos.
   • Translúcido
     • a luz atravessa parcialmente causando uma imagem distorcida.
   • Opaco
     • é aquele que retém a luz não possibilitando visualizar uma imagem.

9. As Cores dos objetos

   • A luz do sol, por exemplo, é policromática e possui uma infinidade de cores em sua composição, as quais podem ser divididas em 7 cores principais.
   • Objeto Branco
     • reflete todas as cores.
   • Objeto preto
     • absorve todas as cores.
   • Objeto colorido
     • reflete a luz referente a sua cor e absorve as demais.