1 Propriedades e aplicações da luzUnidade 2

2 Sinais luminosos Corpos iluminados Corpos luminosos Fontes luminosasLuz Comunicar Objectos Naturais Artificiais Ondas electromagnéticas Transparentes (deixam-se atravessar pela luz) Energia Translúcidos (deixam-se atravessar parcialmente pela luz) Corpos iluminados Todos os corpos que não possuem luz própria Opacos (não se deixam atravessar pela luz) Corpos luminosos Todos os corpos que produzem ou têm luz própria

3 Espectro electromagnéticoEspectro de radiação electromagnética Conjunto de todas as radiações Espectro de luz visível Conjunto das radiações visíveis (perceptíveis pelo olho humano)

4 (conjunto de raios luminosos)Triângulo de visão A energia luminosa propaga-se a partir da fonte luminosa, com um determinado número de propriedades: Propaga-se em linha recta; Tem uma velocidade definida de propagação (cerca de 3x108 m/s no vazio); Pode desaparecer, total ou parcialmente quando atravessa um meio material; Conserva-se desde que não encontre nenhum meio que a absorva. Triângulo de visão modelo físico que representa o mecanismo de visão Fonte Receptor Corpo Representação da propagação em linha recta Feixe luminoso (conjunto de raios luminosos) Raio luminoso

5 Propriedades da luz Os feixes luminosos podem apresentar trajectórias diferentes Feixe divergente quando os raios de luz se afastam em todas as direcções. Feixe convergente quando os raios de luz se aproximam de um ponto. Feixe paralelo quando os raios de luz se propagam paralelamente sem se cruzarem.

6 Representação da reflexão da luzmudança de direcção ou de sentido, que experimentam os raios luminosos ao incidirem numa superfície polida, continuando a sua propagação no mesmo meio. Reflexão regular – numa superfície polida Reflexão difusa ou difusão – numa superfície rugosa Representação da reflexão da luz PAGINA 37

7 Reflexão da luz Espelhos planos A imagem é do mesmo tamanho do objectoplaca de vidro cuja superfície posterior recebeu uma fina película de prata. Quando a luz incide sobre uma superfície deste tipo, ela é reflectida regularmente. Essa regularidade da reflexão é que permite a formação de imagens. A imagem é do mesmo tamanho do objecto A imagem encontra-se à mesma distância do espelho que o objecto A imagem apresenta-se lateralmente invertida (a parte direita da imagem corresponde à esquerda do objecto)

8 Imagens em espelhos planosRepresentação geométrica de uma imagem num espelho plano Traçar dois raios luminosos que passam pela parte superior do objecto em direcção ao espelho (raios incidentes) Traçar as normais nos pontos de incidência Traçar para cada raio incidente o correspondente raio reflectido A imagem obtém-se prolongando os raios reflectidos para trás do espelho

9 Reflexão da luz Espelhos Planos EsféricosFornecem imagens sempre virtuais, direitas, com o mesmo tamanho e simétricas dos objectos. Côncavos Convexos Fazem convergir a luz que neles incide Fazem divergir a luz que neles incide

10 Imagens em espelhos convexosNatureza: virtual Orientação: direita Tamanho: menor do que o do objecto

11 Imagens em espelhos côncavosObjecto antes do centro de curvatura (C) Objecto entre o foco (F) e centro de curvatura (C) Objecto entre o foco (F) e o vértice (V) Natureza: real Orientação: invertida Tamanho: menor do que o do objecto Natureza: real Orientação: invertida Tamanho: maior do que o do objecto Natureza: virtual Orientação: direita Tamanho: maior do que o do objecto

12 Refracção da luz Refracção da luzvariação da direcção de propagação que a luz experimenta ao atravessar meios diferentes, devido à mudança de velocidade de propagação do feixe. Índice de refracção é uma relação entre a velocidade da luz num determinado meio e a velocidade da luz no vácuo (c). Em meios com índices de refracção mais baixos (próximos de 1) a luz tem velocidade maior (ou seja, próximo a velocidade da luz no vácuo). A relação pode ser descrita pela fórmula: onde: c é a velocidade da luz no vácuo (c = 3 x 108 m/s); v é a velocidade da luz no meio;

13 Lentes Lente esférica Lentes esféricas convergentessistema constituído por duas superfícies esféricos ou uma superfície esférica e uma plano, nos quais a luz sofre duas refracções consecutivas. Lentes esféricas convergentes (de bordos delgados ou convexas) Lentes esféricas divergentes (de bordos espessos ou côncavas)

14 Lentes Lentes esféricas convergentes (de bordos delgados ou convexas)Quando um feixe de raios paralelos ao eixo principal, incide sobre uma lente convergente, emerge convergindo os raios de luz para um ponto denominado foco.

15 Lentes Lentes esféricas divergentes (de bordos espessos ou côncavas)Quando um feixe de raios de luz, paralelos ao eixo principal, incide em uma lente divergente, ele emerge divergindo os raios de luz. Prolongando os raios divergentes, estes se interceptam no ponto F' denominado foco virtual.

16 Potência focal duma lenteDistância focal A distância focal (f) corresponde à distância entre o centro óptico da lente (O) e o foco (F). No Sistema Internacional de Unidades, a distância focal exprime-se em metros (m). Potência focal A potência focal (P) ou vergência (V) define-se como o inverso da distância focal da lente. A potência focal exprime-se em dioptrias (D). Lente divergente Distância focal é negativa e Potência focal é negativa. Se observarmos uma receita de óculos Podemos ler as medidas, por exemplo, + 5 di ou - 5di e assim por diante. O que significam estas medidas? Lente convergente Potência focal é positiva. Uma potência focal de + 5 D significa que a lente a ser usada é uma lente convergente com uma distância focal 0,2 m ou 20 cm. Uma potência focal de - 5 D significa que a lente a ser usada é uma lente divergente com uma distância focal de 0,2 m ou 20 cm. Indicam a potência focal duma lente

17 Imagens em lentes divergentesNatureza: virtual Orientação: direita Tamanho: menor do que o objecto

18 Imagens em lentes convergentesObjecto entre o foco (F) e o vértice (V) Objecto entre o foco e a dupla distância focal Objecto situado além da dupla distância focal Natureza: virtual Orientação: direita Tamanho: maior do que o objecto Natureza: real Orientação: invertida Tamanho: maior do que o objecto Natureza: real Orientação: invertida Tamanho: menor do que o objecto

19 Formação das imagens Constituição do olho A – humor aquoso;B – humor vítreo; C – esclerótica; D – córnea; E – íris; F – pupila; G – cristalino; H – retina; I –nervo óptico. Constituição do olho

20 Defeitos da visão Miopia O míope vê mal ao longe e vê bem ao perto.Na miopia, a imagem é focada à frente da retina.

21 Defeitos da visão HipermetropiaO hipermetrope vê mal ao perto e vê bem ao longe. Na hipermetropia, a imagem é focada atrás da retina.

22 Correcção dos defeitos da visãoMiopia Hipermetropia A miopia é corrigida com lentes divergentes. Os raios de luz divergem depois de passar as lente e, assim, a convergência feita pelo olho permite obter a imagem exactamente sobre a retina. A hipermetropia é corrigida com lentes convergentes. A convergência dos raios de luz inicia-se assim que os raios de luz encontram a lente e, assim, a focagem é conseguida sobre a retina.

23 Fibras Ópticas Fibras ópticasAs fibras ópticas são tubos finíssimos feitos de vidro ou de plástico, nos quais a luz se propaga sem se transmitir para o exterior, devido ao fenómeno da reflexão total.

24 Dispersão da luz Dispersão da luz branca num prismaQuando a luz branca do Sol incide numa gota de água (A), refracta-se e muda de direcção no seu interior. A luz branca do Sol é constituída por várias radiações, pelo que dentro da gota de água cada radiação vai propagar-se a uma velocidade diferente (dispersão), sofrer uma reflexão (C) e nova refracção (D).

25 Cores primárias da luz vermelho + verde → amarelo;Pode obter-se luz de qualquer cor a partir da sobreposição das três cores primárias da luz – vermelho, verde e azul. A sobreposição de luz vermelha, luz verde e luz azul de igual intensidade origina luz branca. A sobreposição de duas cores primárias da luz origina uma cor secundária: vermelho + verde → amarelo; vermelho + azul → magenta; verde + azul → ciano.

26 Cor dos objectos opacosO objectos pretos são aqueles que absorvem todas as radiações do espectro do visível. O objectos brancos reflectem todas as radiações do espectro do visível. Os objectos que apresentam outras cores absorvem selectivamente algumas radiações, sendo as outras reflectidas.

27 Cor dos objectos opacosA cor que um objecto apresenta é a que se obtém quando, do espectro da luz branca, se subtraem as radiações que são preferencialmente absorvidas por ele. A cor de um objecto depende da radiação com que é iluminado.

28 Espectro electromagnéticoAo conjunto das várias radiações electromagnéticas chama-se espectro electromagnético.