Óptica

2. Óptica Para enxergar as coisas a seu redor ( luz do Sol, de tocha, de vela, de lâmpada ), o ser humano sempre necessitou de luz. Sem ela seria impossível viver. Afinal como seria o mundo sem luz ? Podemos dizer que a luz é uma forma de energia radiante que se propaga por meio de ondas eletromagnéticas. É o agente físico responsável pela produção da sensação visual. O estudo da luz é realizado pela Óptica, que é dividida, em: ÓPTICA GEOMÉTRICA - Estuda e analisa o comportamento e a trajetória da propagação luminosa. ÓPTICA FÍSICA - Estuda a natureza da luz.

3. FONTES DE LUZ Todos os corpos que emitem luz são chamados fontes de luz. Podemos distinguir dois tipos: Fontes primárias ou corpos luminosos são as fontes que possui luz própria. Exemplos: O Sol, as estrelas, uma lâmpada acesa, etc. Fontes secundárias ou corpos iluminados são as fontes que não têm luz própria. Exemplos: a Lua, o livro, sua roupa, uma caneta, uma parede, etc.

4. Quanto ao tipo, classificamos a luz emitida pelas fontes em: Luz monocromática ou simples é a luz de uma única cor, como a luz monocromática amarela emitida pelo vapor de sódio, nas lâmpadas. Luz policromática ou luz composta é a luz resultante da mistura de duas ou mais cores, como a luz branca do Sol ou a luz emitida pelo filamento incandescente da lâmpada comum. A luz branca emitida pelo Sol, é uma luz policromática constituída por um número infinito de cores, as quais podem ser divididas em sete cores principais (as cores do arco íris) : vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta.

5. A COR DOS OBJETOS A cor apresentada por um corpo, ao ser iluminado, depende do tipo de luz que ele reflete difusamente. A luz branca é constituída por uma infinidade de cores que podem ser divididas em sete cores: vermelha, alaranjada, amarela, verde, azul, anil e violeta. Um observador vê cada corpo com uma determinada cor, da seguinte maneira: se a luz incidente no corpo é branca ( composta de todas as cores ) e o corpo absorve toda a gama de cores, refletindo apenas a azul, o corpo é de cor azul. Então, o corpo branco é aquele que reflete difusamente toda a luz branca incidente e o corpo negro é aquele que absorve todas as cores, não refletindo difusamente nenhuma cor.

6. Vídeo – De onde vem o arco-íris? Experimento 1 – decomposição da luz branca Experimento 2 – Construção do disco de Newton Como fazer? Primeiro é preciso que os alunos, juntamente com a ajuda do professor, coloquem o papel em frente ao copo com água.

7. Em seguida, deverão colocar a lanterna ao lado do copo e acendê-la. Por que acontece? Com esta experiência os alunos  poderão ver que o copo d’água faz exatamente o que o Sol faz com as gotas da chuva, isto é, separa as cores que formam o arco-íris fazendo com que as cores apareçam. Tal resultado acontece porque o copo d'água faz com a luz da lanterna faz exatamente o que a nuvem faz com a luz do Sol, ou seja, separa as cores da luz. A luz que parece não ter cor nenhuma, na verdade é uma mistura de cores coloridas. Juntas elas dão a luz invisível ou luz branca. Misturadas, não vemos cor nenhuma, mas se passarmos com alguma coisa que separe as cores, por exemplo, um copo d'água, veremos as cores separadas ou um arco-íris.

8. VELOCIDADE DA LUZ Para qualquer que seja o tipo de luz, verifica-se que sua velocidade de propagação no vácuo é constante e, aproximadamente, igual a 300.000 km/s. Mas nos meios materiais a velocidade da luz assume valores diferentes, sempre menores que 300.000 km/s. A luz do Sol, demora aproximadamente 8 minutos a chegar à Terra.

9. ANO-LUZ É uma unidade de comprimento muito utilizada para medir distâncias astronômicas. O ano-luz corresponde a distância que a luz percorre no período de um ano. A luz viaja a 300 mil km/s. Portanto, um segundo-luz é igual a 300.000 km. Um ano-luz é a distância que a luz pode viajar em um ano, ou: 300.000 quilômetros/segundo * 60 segundos/minuto * 60 minutos/hora * 24 horas/dia * 365 dias/ano = 9.460.800.000.000 quilômetros/ano. Um ano-luz é igual a 9.460.800.000.000 km. Isso é uma distância enorme! 1 ano luz = 9,4605284 × 1015 metros

10. Para você ter uma idéia das distâncias cósmicas, saiba que um raio de luz que parte da Terra chega até a Lua em 1,3 segundo e até o Sol em 8 minutos e 19 segundos. Para atravessar o Sistema Solar de um lado a outro, um raio de luz precisa de 11 horas. Para ir daqui até Alpha Centauri, 4 anos e alguns meses. Para atravessar a Via Láctea, pelo menos 100 mil anos. Até a Galáxia de Andrômeda, uma das mais próximas, cerca de 2 milhões e 300 mil anos. Mas para ir daqui aos limites do Universo observável, a viagem de um raio de luz deve durar, talvez, uns 14 bilhões de anos. Por aí você pode ver que o Universo é mesmo muito grande, se não for infinito. Vídeo – “A imensidão do macro e do micro” Grandezas diretamente proporcionais (apostila pag 5)

11. Dado Curioso Um nanosegundo-luz - a distância que a luz pode viajar em um bilionésimo de segundo, é igual a cerca de 30 cm (1 pé). O radar usa este dado para medir a que distância algum objeto como um carro está. Uma antena de radar emite um pulso curto de rádio e aguarda que ele ecoe num carro ou outro alvo. Enquanto aguarda, vai contando o número de nanosegundos que se passam. As ondas de rádio viajam à velocidade da luz, assim, o número de nanosegundos dividido por 2 indica à unidade de radar qual a distância do objeto!

12. Sugestão de vídeo – Ilusão de óptica: http://coisautil.com/videos-imagens-ilusao-de-optica/