Resumo Óptica

Esse é um resumo de óptica, matéria incluída na física. A óptica estuda a luz e todos os fenômenos físicos relacionados a ela. Para entramos nos conceitos básicos, é preciso conhecer, antes de tudo, o conjunto de raios luminosos, que são chamados de feixe de luz.

São três:

• Feixe cilíndrico: Os raios luminosos são emitidos paralelos entre si. Vemos isso no raio laser, cuja luz é um composto de vários raios luminosos paralelos entre si. O conjunto de raios é lançado em forma de cone, pois eles não se dispersam tão facilmente.
• Feixe divergente: Vemos esse princípio no funcionamento de uma lanterna. Quando a ligamos, os raios luminosos vão se espalhando. A luz aqui tem um menor alcance, porque os feixes compostos por raios luminosos se afastam.
• Feixe convergente: Quando os raios luminosos se aproximam e vão de encontro ao ponto em comum acontece o feixe convergente.

É possível visualizar isso em uma lupa. Ela é feita com uma geometria que permite a aproximação de raios luminosos, que, quando passam por ela, convergem num ponto comum. Isso gera energia luminosa.

Dados esses princípios de feixe de luz, devemos conhecer a natureza das fontes de luz, isto é, do ponto de onde sai a luz. Podemos classificar essas fontes de acordo com alguns critérios. É necessário descobrir os tipos existentes e a forma como interagem com os raios de luz. Nós podemos classificar qualquer ponto como uma fonte de luz primária ou como uma fonte de luz secundária. Veremos isso mais a fundo nosso resumo óptica.

Concepções básicas

O estudo geral dessa matéria pode ser resumido na ideia de que há uma interação entre o objeto avistado e o olho. Para poder enxergar qualquer coisa, precisamos olhar e fazer com que a informação “saia” do objeto e venha até o olho. Em seguida, essa informação deve ir para o cérebro, que, como sabemos, funciona como um computador.

A luz é essencial para podermos enxergar. O que parece óbvio hoje, não era há alguns milênios atrás. Os gregos achavam que o ser humano podia enxergar porque a luz saía dos seus olhos e ia até os objetos. Mas se fosse assim não teríamos problema para enxergar à noite ou no escuro.

Um objeto ou emite luz ou é iluminado por uma luz. Ela chegará aos nossos olhos e, em seguida, passará por todo sistema óptico. Um impulso nervoso liga o olho até o cérebro, passando informação recebida.

O que importa nesse processo é a fonte de luz, que fornece algumas informações. Ela pode emitir a iluminação, e nesse caso é fonte primária, ou pode refletir luz, sendo então secundária. Mas o mesmo objeto pode ser as duas fontes. Uma vela, por exemplo, se estiver a acessa, ela é que emite a luz e ilumina, mesmo num ambiente sem outras fontes de luz. Ela é então, nesse caso, uma fonte de luz primária.

Mas a vela também pode ser secundária. Quando apagada, os raios de luz emitidos por outra fonte podem chegar até ela, que refletirá a iluminação para outra direção. É interessante notar que se a vela está acesa, a sua chama é primária, mas seu corpo é secundário. Por isso ela é ambas, primária e secundária, em um só tempo.

O sol é outro exemplo de fonte primária, porque gera a luz que emite até a Terra. A lua, ao contrário, não gera luz própria, pois não conta com o processo do sol. A luz do luar que chamamos é na verdade a luz do sol, que é refletida no astro. Dizemos então que a lua é uma fonte de luz secundária.

Resumo óptica: propagação

O que interessa para o estudante é entender os caminhos que a luz ela percorre. Há três meios de propagação:

• Transparente
• Translúcido
• Opaco

A luz atravessa o meio transparente sem problemas, pois não muda de direção e não é absorvida. Ela também não fica retida no meio. Já em meio translucido um pouco da luz é absorvida e desviada. Ou seja, ela possui um caminho, mas muda de direção. Em relação ao opaco, a luz não atravessa o meio de modo algum.

Há então três princípios alinhados ao meio de propagação:

• Propagação retilínea da luz: Acontece com a vela, por exemplo, que emite luz em vários sentidos. A luz que chega até o nosso olho se propaga em linha reta.
• Independência dos raios luminosos: A vela acesa de um lado e o isqueiro aceso do outro demonstram que um não influencia no outro. Cada um possui uma luz própria, que não interagem, por mais que se pareçam entre si.
• Reversibilidade: A luz possui um caminho direto, mas o caminho contrário também é válido. O espelho nos ajuda a entender: a luz sai de uma pessoa, vai para o espelho e chega aos olhos de outra pessoa. O contrário também é válido: a luz sai do outro e faz o mesmo processo.