ÓPTICA GEOMÉTRICA

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ÓPTICA E ONDULATÓRIA
ÓPTICA GEOMÉTRICA
Raio de Luz
Nesta aula iniciaremos o estudo da luz, estudo este que é chamado de óptica. Mais adiante, no 
estudo das ondas, falaremos da natureza da luz. Porém, é possível estudar a propagação da luz sem 
nos preocuparmos com sua natureza. Esse estudo é chamado de óptica geométrica, pois a 
propagação da luz é representada por linhas, denominadas raios de luz.
Quando temos uma fonte de luz puntiforme, isto é, de tamanho desprezível, a luz é emitida em todas 
as direções (Fig. 1), representadas pelos raios.
No entanto, usando alguns dispositivos, como por exemplo uma lente (que será estudada mais tarde), 
é possível obter um feixe de luz se propagando numa única direção, como ilustra a Fig. 2.
Cor da Luz
No estudo das ondas veremos o que determina a cor da luz. Por enquanto nos limitaremos a 
reconhecer que existem situações em que a luz é de uma única cor; neste caso a luz é chamada de 
monocromática. As sete cores monocromáticas principais são as que aparecem no arco-íris (Fig. 3).
Na maioria das vezes a luz apresenta uma mistura de várias cores e, nesse caso, é chamada de 
policromática. A luz branca é uma mistura de todas as cores.
Velocidade da Luz
No vácuo, qualquer que seja a cor, a luz se propaga sempre com a mesma velocidade. Essa 
velocidade é representada por c e seu valor é:
 
Há meios materiais, através dos quais a luz consegue se propagar, como por exemplo a água e o 
vidro. Nesses meios a velocidade da luz depende da cor. Assim, por exemplo, na água, uma luz 
verde tem velocidade diferente de uma luz azul.
Ano-Luz
Os astrônomos costumam usar uma unidade de comprimento chamada de ano-luz. Por definição, o 
ano-luz é a distância percorrida pela luz, em um ano, no vácuo. Lembrando que:
1 ano 365 dias
1 dia = 24 horas
1 hora = 3600 segundos
temos:
1 ano (365) (24) (3600) segundos 3,15 . 107 s
Assim, como a velocidade da luz no vácuo é:
v = c = 3,0 . 108 m/s
obtemos:
1 ano-luz (3,0 . 108 m/s) (3,15 . 107s)
 
Reflexão e Refração da Luz
Quando um feixe de luz, que se propaga inicialmente em um meio A (Fig. 4) encontra um outro meio 
B, podem ocorrer três fenômenos:
1º) Uma parte da luz volta para o meio A. Esse fenômeno é chamado reflexão e a luz que volta é 
chamada de luz refletida.
2º) Uma parte da luz passa para o meio B. Esse fenômeno é chamado refração e a luz que passa 
para o meio B é chamada de refratada.
3º) Uma parte da luz pode ser absorvida pelo meio, transformando-se em outra forma de energia 
como, por exemplo, calor.
Dependendo da natureza do meio B, poderemos ter apenas um dos fenômenos, ou dois fenômenos 
ou os três fenômenos.
Reflexão regular e reflexão difusa
Quando a luz incide sobre um corpo metálico bastante liso, ocorre a reflexão regular. Isto significa 
que um feixe de raios paralelos (Fig. 5) reflete-se de modo que os raios refletidos são também 
paralelos.
Quando a superfície de separação dos dois meios for áspera, ocorre a chamada reflexão difusa. Isto 
significa que se um feixe de raios paralelos incide na superfície, os raios refletidos não serão 
paralelos mas se espalharão em todas as direções (Fig. 6).
A cor de um corpo
A luz do Sol e a das lâmpadas comuns é uma luz branca que é uma mistura de todas as cores. 
Quando essa luz incide sobre um corpo, dependendo do material de que é feito o corpo, pode haver 
reflexão de algumas cores e absorção de outras. Assim, um corpo que nos parece verde é porque ele 
reflete difusamente o verde e absorve as outras cores. Um corpo que nos parece branco, reflete 
todas as cores. Um corpo que nos parece negro absorve todas as cores.
Exemplo 1
Um corpo, ao ser iluminado com luz branca, apresenta-se azul. Se esse corpo foi iluminado com luz 
monocromática verde, que cor apresentará?
Resolução
Ao ser iluminado com luz branca, o corpo nos parece azul. Isto significa que ele reflete o azul e 
absorve todas as outras cores. Portanto, ao ser iluminado com luz monocromática verde, absorverá 
o verde e não refletirá nada. Portanto no parecerá negro.
Corpos transparentes, translúcidos e opacos
Dizemos que um determinado meio é transparente quando ele permite que a luz se propague de 
modo regular, de modo que possamos ver um corpo através dele. É o caso, por exemplo, do vidro 
liso.
Existem meios nos quais a luz se propaga de modo irregular, não permitindo a visualização nítida dos 
corpos. Tais meios são chamados de translúcidos. Como exemplos podemos citar o vidro fosco e o 
papel vegetal.
Um meio é chamado opaco quando não permite que a luz se propague através dele. É o caso, por 
exemplo, da madeira e do tijolo.
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