Conceitos importantes de Óptica

A Óptica é o ramo da Física que se dedica ao estudo de fenômenos relacionados à luz. Nessa importante parte da Física, são estudados os fenômenos da refração, reflexão, difração, dispersão, formação de imagens em espelhos e lentes, interação entre a luz e os objetos e os diversos instrumentos ópticos.

A correta compreensão dos conceitos de Óptica é fundamental para um perfeito entendimento dos fenômenos e também para a resolução dos cálculos sobre essa parte da Física. Os pontos destacados a seguir explicam alguns conceitos que geralmente podem causar dúvidas entre os estudantes.

1. Cor dos objetos

A cor não é uma característica própria dos objetos, mas é definida pela luz que os ilumina. Dependendo do tipo de luz que ilumina um objeto, monocromática (uma cor) ou policromática (luz branca), ele pode apresentar-se com diferentes cores.

Os objetos coloridos apresentam a capacidade de refletir apenas uma cor de luz. Um corpo que é vermelho pode refletir somente a luz monocromática vermelha, e qualquer outro tipo de luz monocromática incidente será absorvida. Portanto, se um objeto vermelho for iluminado por uma fonte que emita luz monocromática amarela, ele absorverá a radiação incidente e não refletirá nada, apresentando-se como um corpo negro.

Na imagem a seguir, a planta está sendo iluminada pela luz branca (policromática) proveniente apenas do Sol. Observe que a flor e a folha absorvem as radiações e refletem somente a cor de luz que as define. Caso a planta fosse totalmente iluminada por uma fonte monocromática amarela, flor e folha seriam percebidas da cor preta, por absorverem toda a radiação incidente.

Um objeto que se apresenta com a cor preta absorve qualquer tipo de luz incidente. Os objetos brancos possuem a capacidade de refletir qualquer tipo de radiação incidente, por isso, podem apresentar-se em qualquer cor.

O vídeo a seguir pode ajudar na compreensão da cor dos objetos. Para saber mais sobre esse assunto, clique aqui!

2. Imagem real versus imagem virtual

A diferença entre imagem real e a virtual é crucial para a compreensão dos diferentes tipos de imagens formadas por espelhos esféricos e lentes.

Imagem virtual: A formação da imagem virtual ocorre quando o raio de luz proveniente de um determinado corpo atinge um objeto refletor ou refrator e é divergido, espalhado. A imagem virtual sempre possui a mesma orientação do objeto e não pode ser projetada, existe apenas no espelho.

Imagem real: a formação da imagem real ocorre quando os raios de luz provenientes de um determinado corpo atingem um objeto refletor ou refrator e são convergidos e encaminhados para um ponto em comum, onde haverá a formação de imagem. A imagem real sempre possui orientação contrária à do objeto e é projetável, podendo ser lançada sobre paredes e telas, por exemplo.

Para saber mais sobre as imagens reais e virtuais e conhecer a formação das imagens em espelhos esféricos, clique aqui!

3. Aproxima-se ou se afasta da normal?

Quando a luz muda de um meio de maior para outro com menor índice de refração, sua velocidade é aumentada ao entrar em contato com o meio menos refringente. Assim, o raio de luz afasta-se da reta normal (N), o que evidencia o aumento de velocidade.

A luz aproxima-se da reta normal, o que evidencia o aumento do índice de refração

Por outro lado, quando a luz muda de um meio de menor para outro de maior índice de refração, sua velocidade é diminuída ao entrar em contato com o meio mais refringente. Assim, o raio de luz aproximar-se da reta normal (N), o que evidencia a diminuição de velocidade.

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4. Ângulos de incidência, reflexão e refração

Ao incidir sobre a superfície de separação entre dois meios distintos ou sobre uma superfície refletora, a luz forma um ângulo de incidência. Só é considerado como ângulo de incidência aquele formado entre o raio de luz incidente e a reta normal. A mesma regra vale para os ângulos de reflexão e refração. Para saber mais sobre esse assunto, clique aqui!

Os termos i, r e r' representam os ângulos de incidência, reflexão e refração, respectivamente

5. O grau da lente

As lentes que formam os óculos, conforme cada problema de visão, podem ser convergentes ou divergentes. As convergentes possuem a capacidade de focalizar a luz em um ponto único. Já as divergentes espalham a luz incidente. A capacidade de desvio da luz de uma lente é medida por uma grandeza denominada vergência (V), determinada pelo inverso do foco de uma lente.

A unidade de medida para a vergência é a dioptria (di), que equivale ao inverso de um metro (1 di = 1 m ^{– 1}). Cotidianamente, usa-se o termo grau para referir-se à vergência de uma lente.

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