Olá, hoje vamos fazer uma Introdução sobre à óptica com alguns exercícios resolvidos para treinar. Acompanhe e bons estudos!
Ano-luz
Ano-luz é a distância percorrida pela luz em um ano, no vácuo.
A luz propaga-se, no vácuo, com velocidade de trezentos mil quilômetros a cada segundo.
Velocidade da luz no vácuo
c = 3.105 km/s ou c = 3.108 m/s
Fonte de luz
Todo corpo que emite luz é chamado fonte de luz.
Fonte primária (corpo luminoso)
Emite luz própria. Exemplos: Sol, lâmpada acesa, estrelas
Fonte secundária (corpo iluminado)
Não emite luz própria. Exemplos: Lua, animais, parede
Raios e pinceis de luz
O caminho percorrido pela luz pode ser representado por uma linha reta orientada, chamada de raio de luz. Um conjunto de raios de luz é um pincel de luz. Há três tipos básicos:
Pincel divergente Pincel convergente Pincel cilíndrico
Meios de propagação
Meios transparentes. Proporcionam visão nítida. Exemplos: vidro polido, ar, água limpa em pequena quantidade etc.
Meios translúcidos. Permitem a passagem de luz, mas a visão não é nítida. Exemplos: vidro fosco, papel vegetal.
Meios opacos. Não permitem a passagem de luz. Exemplos: metal, paredes de concreto.
Princípio da propagação retilínea da luz
Nos meios homogêneos e transparentes, a luz se propaga em linha reta
Sombra e penumbra
No desenho a seguir, percebe-se a formação de sombra devido à presença do objeto opaco.
Com fonte de luz pontual não há formação de penumbra.
Se a fonte de luz for extensa, ocorre a formação de penumbra nos contornos da sombra.
Fases da Lua e Eclipses
A figura a seguir mostra quatro fases da Lua em seu movimento ao redor da Terra.
O eclipse do Sol pode ocorrer na fase de Lua nova. Se os três astros ficarem alinhados, a Lua provoca regiões de sombra e penumbra na Terra.
O eclipse da Lua pode ocorrer na fase de Lua cheia. Neste caso a Lua entra na região de sombra que a Terra forma.
Câmara escura de orifício
Com o auxílio de uma caixa de paredes opacas, é possível projetar imagens de objetos luminosos ou iluminados. Em uma das paredes da caixa deve haver um pequeno orifício para que a imagem possa ser projetada na parede oposta, onde um papel fotográfico pode ser acomodado para capturar a imagem.
| Para a semelhança de Triângulos:o: altura do objetoi: altura da imagemd: profundidade da caixaD: distância do objeto ao orifício da caixa |
Para se calcular a que distância a câmara deve estar do objeto (D) para que a imagem possa ser projetada com determinado tamanho (i), podemos usar a semelhança de triângulos a seguir.
Exercícios Resolvidos
1. SOHO, abreviação de Solar & Heliospheric Observatory, é uma sonda que orbita o Sol e coleta informações de nossa estrela utilizando vários instrumentos. Um deles registra o comportamento da coroa solar e, para isso, conta com um pequeno disco opaco que fica estrategicamente posicionado à frente da câmera, ocultando a visão do disco solar.
Esse instrumento simula o que acontece quando, devidamente protegidos, estamos observando, daqui da Terra, o Sol no momento em que ocorre um eclipse
a) lunar total, com a Lua se interpondo entre a Terra e o Sol.
b) lunar parcial, com a Terra se interpondo entre a Lua e o Sol.
c) solar total, com a Lua se interpondo entre a Terra e o Sol.
d) solar total, com a Terra se interpondo entre a Lua e o Sol.
e) solar parcial, com a Lua se interpondo entre a Terra e o Sol.
1:[C]
Se o pequeno disco fica posicionado à frente da câmera, ocultando o disco solar, trata-se de um eclipse total do Sol. Como mostra a figura, nesse eclipse a Lua posiciona-se entre a Terra e o Sol.
2. (Famema) Tomando como referência a sombra gerada por uma cadeira de de altura, uma pessoa decidiu determinar a altura de um muro construído próximo à lateral de sua casa por meio de métodos geométricos. A casa, o muro e a cadeira estavam sobre o mesmo chão horizontal e, como não era possível obter uma sombra completa do muro, a pessoa providenciou um espelho plano que prendeu paralelamente à lateral da casa, como mostra a figura, que representa os resultados obtidos em um mesmo instante.
A pessoa concluiu que o muro tinha uma altura, em metros, de
a) 2,1
b) 3,2
c) 3,0
d) 2,4
e) 2,7
2:[E]
A figura abaixo destaca as medidas relevantes.
Por semelhança de triângulos:
3. Produzir sombras na parede é uma brincadeira simples. Para brincar, basta que você providencie uma vela e um ambiente escuro.
Em certa noite, quando a luz havia acabado, Fernando e seu irmãozinho, aproveitaram a luz de uma vela acesa deixada sobre a mesa para brincarem com sombras. Posicionou, cuidadosamente, sua mão espalmada entre a chama e a parede, de forma que a palma da mão estivesse paralela à parede. A ação assustou seu irmãozinho, uma vez que a sombra projetada na parede tinha cinco vezes a largura da mão espalmada de Fernando.
Sabendo que a distância da mão de Fernando até a chama da vela era de 0,5 m e que a largura de sua mão quando espalmada é de 20 cm a distância entre a parede e a chama da vela (considerada puntiforme), era, em metros, de
a) 0,5
b) 1,0
c) 2,0
d) 2,5
e) 5,0
3:[D]
Representando por setas as larguras da mão e da sombra, a figura (fora de escala) ilustra a situação descrita.
Por semelhança de triângulos:
4. (Ifba) Um objeto luminoso e linear é colocado a 20 cm do orifício de uma câmara escura, obtendo-se em sua parede do fundo, uma figura projetada de 8 cm de comprimento. O objeto é, então, afastado, sendo colocado a 80 cm do orifício da câmara. O comprimento da nova figura projetada na parede do fundo da câmara é:
a) 32 cm
b) 16 cm
c) 2 cm
d) 4 cm
e) 10 cm
4:[C]
A figura ilustra um objeto frente a uma câmara escura de orifício e a projeção invertida no fundo da câmara.
Por semelhança de triângulos:
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