Tópico Aula Título
CINEMÁTICA Aula 1-1 Grandezas físicas, unidades de medida e SI
CINEMÁTICA Aula 1-2 Vetores
CINEMÁTICA Aula 1-3 Introdução à cinemática
CINEMÁTICA Aula 1-4 Movimento retilíneo uniforme (MRU)
CINEMÁTICA Aula 1-5 Movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV)
CINEMÁTICA Aula 1-6 Movimento círcular uniforme (MCU)
CINEMÁTICA Aula 1-7 Movimento círcular uniformemente variado (MCUV)
CINEMÁTICA Aula 1-8 Queda livre e lançamento vertical no vácuo
CINEMÁTICA Aula 1-9 Lançamento horizontal e oblíquo
CINEMÁTICA Aula 1-10 Movimento harmônico simples (MHS)
DINÂMICA Aula 2-11 Introdução à dinâmica e primeira lei de Newton
DINÂMICA Aula 2-12 A segunda e a terceira leis de Newton
DINÂMICA Aula 2-13 Força elástica, lei de Hooke e associação de molas
DINÂMICA Aula 2-14 Polias e máquinas de Atwood
DINÂMICA Aula 2-15 Plano inclinado sem atrito
DINÂMICA Aula 2-16 Força de atrito estático e dinâmico
DINÂMICA Aula 2-17 Plano inclinado com atrito
DINÂMICA Aula 2-18 Aceleração e força centrípeta
DINÂMICA Aula 2-19 Trabalho
DINÂMICA Aula 2-20 Energia cinética
DINÂMICA Aula 2-21 Energia potencial
DINÂMICA Aula 2-22 Energia mecânica
DINÂMICA Aula 2-23 Potência
DINÂMICA Aula 2-24 Momento linear e impulso
DINÂMICA Aula 2-25 Colisões
GRAVITAÇÃO Aula 3-26 Introdução à astronomia
GRAVITAÇÃO Aula 3-27 Leis de Kepler
GRAVITAÇÃO Aula 3-28 Lei da gravitação universal
GRAVITAÇÃO Aula 3-29 Campo gravitacional e satélites
ESTÁTICA Aula 4-30 Introdução à estática
ESTÁTICA Aula 4-31 Centro de massa e centro de gravidade
ESTÁTICA Aula 4-32 Torque, alavancas e equilíbrio de corpos extensos
MECÂNICA DOS FLUIDOS Aula 5-33 Introdução à mecânica dos fluidos
MECÂNICA DOS FLUIDOS Aula 5-34 Teorema de Stevin
MECÂNICA DOS FLUIDOS Aula 5-35 Teorema de Pascal
MECÂNICA DOS FLUIDOS Aula 5-36 Teorema de Arquimedes
MECÂNICA DOS FLUIDOS Aula 5-37 Hidrodinâmica
TERMOLOGIA Aula 6-38 Introdução à termologia e escalas termométricas
TERMOLOGIA Aula 6-39 Dilatação térmica dos sólidos
TERMOLOGIA Aula 6-40 Dilatação térmica dos líquidos
TERMOLOGIA Aula 6-41 Calor sensível e calor latente
TERMOLOGIA Aula 6-42 Troca de calor entre substâncias
TERMOLOGIA Aula 6-43 Estados físicos da matéria
TERMOLOGIA Aula 6-44 Propagação de calor
TERMOLOGIA Aula 6-45 Transformações gasosas e equação geral dos gases
TERMOLOGIA Aula 6-46 Leis dos gases ideais (equação de Clapeyron)
TERMOLOGIA Aula 6-47 Trabalho nas transformações gasosas
TERMOLOGIA Aula 6-48 Leis da termodinâmica
TERMOLOGIA Aula 6-49 Máquinas térmicas
TERMOLOGIA Aula 6-50 Ciclos termodinâmicos: ciclo de Carnout
ÓPTICA Aula 7-51 Introdução à óptica
ÓPTICA Aula 7-52 Cores: síntese adtiva e síntese subtrativa
ÓPTICA Aula 7-53 Princípios da óptica geométrica
ÓPTICA Aula 7-54 Ângulo visual, eclipses e fases da lua
ÓPTICA Aula 7-55 Reflexão e refração
ÓPTICA Aula 7-56 Espelhos planos
ÓPTICA Aula 7-57 Espelhos esféricos: côncavos e convexos
ÓPTICA Aula 7-58 Análise algébrica dos espelhos esféricos
ÓPTICA Aula 7-59 Lentes esféricas: côncavas e convexas
ÓPTICA Aula 7-60 Análise algébrica das lentes esféricas
ÓPTICA Aula 7-61 Olho humano e ametropias
ONDAS Aula 8-62 Introdução à ondas
ONDAS Aula 8-63 Equação fundamental da ondulatória
ONDAS Aula 8-64 Velocidade e frequência das ondas eletromagnéticas
ONDAS Aula 8-65 Fenômenos ondulatórios
ONDAS Aula 8-66 Velocidade, reflexão e refração de ondas em cordas
ONDAS Aula 8-67 Ondas estacionárias
ONDAS Aula 8-68 A dual natureza da luz
ONDAS Aula 8-69 O som e suas qualidades fisiológicas
ONDAS Aula 8-70 Efeito doppler
ELETROSTÁTICA Aula 9-71 Introdução ao eletromagnetismo e a atomística
ELETROSTÁTICA Aula 9-72 Cargas elétricas e processos de eletrização
ELETROSTÁTICA Aula 9-73 Lei de Coulomb
ELETROSTÁTICA Aula 9-74 Campo elétrico e gaiola de Faraday
ELETROSTÁTICA Aula 9-75 Energia potencial elétrica, Potencial elétrico e D.D.P
ELETROSTÁTICA Aula 9-76 Trabalho da força elétrica
ELETRODINÂMICA Aula 10-77 Introdução à eletrodinâmica
ELETRODINÂMICA Aula 10-78 Primeira lei de Ohm
ELETRODINÂMICA Aula 10-79 Segunda lei de Ohm
ELETRODINÂMICA Aula 10-80 Circuitos elétricos e associação de resistores
ELETRODINÂMICA Aula 10-81 Geradores elétricos e associação de geradores
ELETRODINÂMICA Aula 10-82 Capacitores e associação de capacitores
ELETRODINÂMICA Aula 10-83 Leis de Kirchhoff
ELETROMAGNETISMO Aula 11-84 Magnetismo
ELETROMAGNETISMO Aula 11-85 Força magnética sobre cargas em movimento
ELETROMAGNETISMO Aula 11-86 Campo magnético em fio retilíneo longo e bobinas
ELETROMAGNETISMO Aula 11-87 Indução magnética (lei de Faraday e lei de Lenz)
ELETROMAGNETISMO Aula 11-88 Transformadores
FÍSICA MODERNA  — RELATIVIDADE RESTRITA Aula 12-89 Espaço e tempo absolutos
FÍSICA MODERNA  — RELATIVIDADE RESTRITA Aula 12-90 Éter luminífero e a velocidade da luz
FÍSICA MODERNA  — RELATIVIDADE RESTRITA Aula 12-91 Experimento de Michelson & Morley
FÍSICA MODERNA  — RELATIVIDADE RESTRITA Aula 12-92 Transformadas de Galileu
FÍSICA MODERNA  — RELATIVIDADE RESTRITA Aula 12-93 Transformadas de Lorentz
FÍSICA MODERNA  — RELATIVIDADE RESTRITA Aula 12-94 Transformadas de Lorentz para velocidades
FÍSICA MODERNA  — RELATIVIDADE RESTRITA Aula 12-95 Efeito Doppler relativístico
FÍSICA MODERNA  — RELATIVIDADE RESTRITA Aula 12-96 Momento e energia relativísticos
FÍSICA MODERNA  — RELATIVIDADE RESTRITA Aula 12-97 Conversão massa-energia
FÍSICA MODERNA — QUÂNTICA Aula 13-98 Radiação de corpo negro
FÍSICA MODERNA — QUÂNTICA Aula 13-99 Efeito fotoelétrico
FÍSICA MODERNA — QUÂNTICA Aula 13-100 Raios X
FÍSICA MODERNA — QUÂNTICA Aula 13-101 Efeito Compton
FÍSICA MODERNA — QUÂNTICA Aula 13-102 Espectroscopia e fórmula de Balmer
FÍSICA MODERNA — QUÂNTICA Aula 13-103 O átomo de Bohr
FÍSICA MODERNA — QUÂNTICA Aula 13-104 Ondas de matéria

Aula7-51: Introdução à óptica

Luz

A luz é um ente físico visível (que é capaz de sensibilizar a retina) de natureza simultaneamente corpuscular e ondulatória.

 

 

 

Raio de luz / raio luminoso

Raio de luz é uma linha imaginária usada para fins de representação da trajetória da luz.

 

 

Feixe de luz

Feixe de luz é um conjunto de raios luminosos. Estes arranjos de raios de luz podem ser classificados em:

 

     

Divergente

Cilíndrico

Convergente

 

 

 

Fenômenos ópticos

Por ora, em óptica geométrica, estudaremos três fenônomenos ópticos:

 

    • Reflexão: É o fenômeno físico responsável por fazer com que um feixe de luz (ou qualquer outra onda eletromagnética) altere a sua trajetória ao se deparar com um obstáculo. Este obstáculo bloqueará a passagem do feixe, pelo menos parcialmente, fazendo com que a direção da sua trajetória seja alterada.

 

    • Absorção: É o fenômeno físico capaz de bloquear a luz, de determinada frequência, retendo sua energia, e sem refleti-la.

 

  • Refração: É o fenômeno físico responsável por fazer com que a luz (ou qualquer outra onda eletromagnética) altere a sua velocidade ao passar de um meio a outro.

 

 

 

Meios materiais

    • Meio transparente: É o meio que viabiliza a passagem integral ou quase integral da luz. Em meios desta espécie, praticamente toda a luz que incíde sobre ele o atravessa sem prejuízo algum.

 

    • Meio translúcido: É o meio que permite a passagem parcial da luz. A luz, ao tencionar atravessar este meio, é, em parte, bloqueada, em parte desviada e, também, tem uma parcela que consegue o traspassar sem prejuizo.

 

  • Meios opacos: É o meio que impede completamente a passagem de luz.

 

     

Transparente

Translúcido

Opaco



 

 

Fontes de luz

Chamamos de fonte de luz todo corpo que irradia luminosidade. Assim sendo, todo corpo que é visível é fonte de luz. Podemos classificar as fontes luminosas em dois tipos:

 

    • Fontes primárias: São as fontes que “fabricam” a luz. São exemplos deste tipo de fonte

      ◦ O sol e todas as outras estrelas visíveis;

      ◦ O pavio aceso de uma vela.

 

  • Fontes secundárias: São as fontes que recebem luz de uma fonte primária e a reflete. São exemplos deste tipo de fonte

    ◦ A lua;

    ◦ Uma tela de pintura.

 

 

 

Tipos de luz

 

   
  • Luz incandescente Brilha em decorrência do fenômeno da incandescência: neste fenômeno, algum material é excitado por meio da absorvição de calor e, em seguida, irradia ondas no espectro do visível. Obs.: dentre todas as lampadas, as lâmpadas incandescentes são as que possuem o menor rendimento (cerca de 5%), ou seja, apenas cerca de 5% da energia elétrica consumida é convertida em luz visível, pois o restante se perde em forma de calor.

  • luz luminescente: Brilha em decorrência do fenômeno da luminescência: neste fenômeno, alguma substância quimicamente luminescente absorve energia via radiação eletromagnética, não necessariamente na faixa do visível, e, em seguida, reemite esta energia na forma de luz visível. O rendimento de lâmpada luminescentes tende a ser superior ao rendimento de lâmpadas incandescentes, além de esquentarem consideravelmente menos também.


    ⚛ fluorescente: são os materiais luminescentes que emitem luz apenas enquanto estiverem sendo estimulados; pois a partir do momento em deixam de absorver energia, deixam também de irradiar.


    ⚛ fosforescente: são os materiais luminescentes que emitem luz mesmo quando já não estão mais sendo estimulados, por um certo período de tempo, é claro; pois materiais desta natureza são capazes de armazenar energia e emiti-la posteriormente.


    ⚛ Luz quimioluminescente: Brilha devido ao fenômeno da quimioluminescência; fenômeno no qual algum material é excitado por meio de reações químicas


    ⚛ Bioluminescente: Tipo de luz produzida através da quimioluminescência por seres viventes. Alguns organismos que produzem este tipo de luz são:

        ◦ Vaga-lume;

        ◦ Peixe diabo-negro (anglerfish);

        ◦ Água viva cristal;

        ◦ Safira marítima;

        ◦ Algumas espécies de cavalos-marinhos;

        ◦ Algumas espécies de escorpião.

 

 

 

Classificação da fonte de luz quanto a sua dimensão

As fonte luz podem ser enquadradas em duas categorias, fontes pontuais ou extensas, de acordo com a relevância de suas proporções:

 

    • Fonte de luz pontual: É fonte de luz pontual a fontes que, para fins de cálculos, faz emanar raios luminosos a partir de um único ponto. Noutras palavras: este tipo de fonte possuirá dimensão despresível. Serão exemplos deste tipo de fonte:

          ◦ As estrelas (excetuando o sol) quando observadas aqui do planeta terra;

          ◦ Uma vela quando suficientemente distante do observador.

 

  • Fontes de luz extensa: É fonte de luz extensa a fonte que, para fins de cálculos, faz emanar raios luminosos a partir de mais de um ponto. Noutras palavras: este tipo de fonte possui dimensões não despresíveis. São exemplos deste tipo de fonte:

        ◦ O sol quando observado a partir do planeta terra;

        ◦ Uma lâmpada quando próxima do objeto iluminado.

 

Atenção: perceba que a classificação da fonte em pontual ou extensa dependerá, dentre outros fatores, da distância desta fonte aos objetos que interagem com a sua luz.


Caso 1: Trata-se claramente de uma fonte extensa. Observe que, neste caso, em decorrência de a luz emanar de diferentes pontos da fonte, tal luz origina, ao passar pelo anteparro, três regiões de características diferentes:


Região iluminada (I): Região comtemplada por raios que emergem de todos os pontos da fonte;


Região de sombra (S): Área em que nenhum raio de luz proveniente da fonte penetra;


Região de penumbra (P): Área em que raios emanados de apenas alguns pontos da fonte.



Caso 2: Observe que os raios partem todos de um único ponto. Trata-se, logo, de uma fonte pontual. Neste caso temos apenas região de sombra, sem região de penumbra.



Caso 3: Trata-se de uma fonte extensa.

 

 

O sol, quando observado da Terra, é fonte extensa

Um dos argumentos que validam tal afirmação consiste em relatarmos que, em situação de eclípse lunar ou solar, este fenômeno astronômico faz surgir uma expressiva região de penumbra; coisa característica de fontes extensas.


 
MATERIAL COMPLEMENTAR