Conceitos Básicos da Óptica Geométrica


A óptica é um ramo da física que analisa a luz e os eventos luminosos. Seu progresso começou com a divulgação da Teoria Corpuscular da Luz, de Isaac Newton, princípio que assentia que a luz era composta por raios de partículas.

A luz é definida como um produtor físico que afeta os órgãos visuais dos seres vivos. É uma onda magnética com velocidade média de 3,0 x 105 no espaço.

A óptica pode ser dividida em dois segmentos: óptica geométrica e óptica física.

Óptica Geométrica

– Óptica Geométrica: analisa os eventos luminosos fundamentados em medidas experimentais, que são esclarecidas sem a obrigação de conhecer a essência física da luz. A óptica geométrica usa a geometria como instrumento de estudo.

– Óptica Física: analisa a percepção da essência física da luz e os eventos como polarização, interferência, dispersão e difração.

Uma fonte luminosa é qualquer objeto que forneça luz ou reflita luz. Alguns exemplos de fonte luminosa são a chama de uma vela, o Sol e uma lâmpada acessa. Um indivíduo que esteja refletindo a luz de algum outro ponto luminoso, também pode ser considerado uma fonte luminosa.

O ponto luminoso é uma fonte luminosa muito pequena ou que esteja a uma distancia muito grande do objeto que esta iluminando. Um exemplo são as estrelas. A luz que é irradiada de um ponto luminoso é espalhada em todas as direções.

Existe também a fonte luminosa extensa, que é um tipo de fonte onde a sal grandeza não pode ser menosprezada, isto é, o seu tamanho é tão importante quanto o espaço que está do objeto que ilumina. Um exemplo de fonte luminosa extensa é a lâmpada fluorescente.

Raios de Luz

Os raios de luz são feixes que demonstram o sentido e a direção de disseminação da luz. O conceito de raio de luz é exclusivamente teórico, usado para auxiliar no estudo.

Um complexo de raios de luz, que apresentam um espaço moderadamente pequeno entre os raios, é denominado Pincel Luminoso. Já o grupo de raios de luz que apresentam uma abertura grande entre os raios, é denominado Feixe Luminoso.

Esses dois grupos de raios podem ser divididos em:

– Cônico divergente: os feixes luminosos começam em um único ponto e se espalham.

– Cônico convergente: os feixes luminosos se reúnem em um único ponto.

– Cilíndrico: os feixes luminosos são todos paralelos entre si. Nesse tipo de luz, a fonte luminosa está localizada no infinito, e leva o nome de fonte imprópria.

Fontes de Luz

As fontes de luz são partículas aptas a emanar luz, seja própria ou refletida de outro objeto. Elas podem ser classificadas em fonte de luz primária ou secundária.

– Fonte de luz primária: são fontes que emanam sua própria luz, ou seja, tem luz própria.

– Incandescente: quando emana luz em alta temperatura. (Ex: o Sol);

– Luminescente: quando emana luz em baixa temperatura. Podem ser fluorescentes, emana luz apenas enquanto o agente excitador estiver funcionando (Ex: lâmpadas fluorescentes); e fosforescentes, emanam luz por certo período, mesmo sem a ajuda do agente excitador, nesse caso, a luz é originária de uma energia química (Ex: interruptores de lâmpadas).

– Fonte de luz secundária: emana apenas a luz que recebem de outros objetos. (Ex: luz, roupas, espelhos, etc.)

Princípios da Óptica Geométrica

São três os princípios que a óptica geométrica se baseia.

– Princípio da independência dos raios luminosos: esse princípio fala que dois raios de luz, ao se cortarem, percorrem cada um o seu caminho, de forma livre.

– Princípio da reversibilidade dos raios luminosos: esse princípio fala que o caminho percorrido pelos feixes de luz, em um único sentido, é o mesmo caminho percorrido pelo feixe de luz quando ele muda o sentido. É devido a esse princípio que o motorista do carro pode ver o passageiro que está sentado no banco traseiro e este pode ver o motorista pelo mesmo espelho.

– Princípio da propagação retilínea dos raios luminosos: esse princípio fala que todo feixe de luz segue por caminhos retilíneos quando colocados em um meio transparente e semelhante.

Aplicações

– Lupa

Um aparelho óptico de refração com uma única lente. A sua aplicação é apoiada na facilidade de aquisição de uma figura no mesmo sentido do objeto, observado de um ângulo maior do que feita a olho nu.

– Câmera

A câmera utiliza uma única lente o que dá ao objeto uma figura real presa em uma tela. Nesse caso, a imagem é relativamente menor que o objeto em si. A única particularidade desse aparelho é que necessita de um receptor de luz para capturar a imagem. Esse receptor pode ser o filme ou uma célula fotossensível.

Microscópio

O principio desse aparelho é de conseguir uma imagem maior de um objeto real, de tamanho menor, colocado a m espaço finito, por meio de uma lente de distancia focal reduzida, conhecida como objetiva, e analisada com a ajuda de uma lente de aumento. Esse aparelho por sua vez, utiliza duas lentes em sua composição.