FONTES DE LUZ
Todos os corpos que emitem luz, direta ou indiretamente, são chamados de fontes de luz. E podem ser classificados de diversas maneiras.
QUANTO À ORIGEM
- Fontes primárias são os corpos que emitem luz própria.
Exemplos: Estrelas, lâmpadas acesas, …
- Fontes secundárias são os corpos não possuem luz própria e enviam luz proveniente de outras fontes.
Exemplos: Planetas, satélites, cadeira, …
QUANTO AO TAMANHO
- Fontes pontuais ou puntiformes são fontes cujas dimensões não são relevantes em comparação com as distancias dos objetos iluminados por elas.
Exemplos: As estrelas observadas da Terra comportam-se como fontes pontuais
- Fontes extensas são fontes cujas dimensões são relevantes.
Exemplos: O Sol observado da Terra é uma fonte extensa.
MEIOS DE PROPAGAÇÃO
A região em que a luz se propaga é denominada meio de propagação e pode ser classificada de três formas:
- Meios transparentes são aqueles que permitem a travessia da luz com trajetórias regulares. Quando você observa um corpo através desse meio, a imagem não sofre deformações.
Raios luminosos se propagando em um meio transparente
Exemplos: Vácuo, ar atmosférico puro, vidro liso, …
- Meios translúcidos são aqueles em que a luz segue trajetórias irregulares. Observando objetos através deles, vemos deformações nas imagens sofridas.
Raios luminosos se propagando em um meio translúcido
Exemplos: Neblina, vidro canelado, …
- Meios opacos são meios nos quais a luz não se propaga, ou seja, a luz é absorvida ou refletida, mas não consegue atravessar o meio.
Raios luminosos se propagando em um meio opaco
Exemplos: Madeira, concreto, …
PRINCÍPIOS DE PROPAGAÇÃO DA LUZ
Ao acendermos uma lâmpada, a luz segue uma trajetória que pode ser representada por setas denominadas pinceis de luz. O conjunto desses pinceis é chamado de feixe de luz.
Representação dos tipos de feixe de luz
PRINCÍPIO DA PROPAGAÇÃO RETILÍNEA
Nos meios transparentes e homogêneos, a luz se propaga em linha reta.
Princípio da propagação retilínea dos raios luminosos
PRINCÍPIO DA INDEPENDÊNCIA
A propagação da luz não é perturbada pela propagação de outros raios luminosos. Assim, se dois raios de luz se interceptam, cada um segue seu caminho como se nada tivesse acontecido na interseção.
Princípio da independência dos raios luminosos
PRINCÍPIO DA REVERSIBILIDADE
O caminho que o raio luminoso faz para ir do ponto A ao ponto B é o mesmo que ele faz quando vai de B para A se as condições forem as mesmas.
Princípio da reversibilidade dos raios luminosos
Observação: PRINCÍPIO DE FERMAT
O percurso da luz de um ponto a outro é tal que o tempo gasto em percorrê-lo é um mínimo. Esse enunciado resume a trajetória do raio luminoso para quaisquer situações.
SOMBRA E PENUMBRA
Cada um desses princípios pode ser evidenciado por uma série de experimentos como a formação de sombras e penumbras como serão descritos a seguir.
FONTE PONTUAL
Observe o experimento abaixo com uma fonte pontual, um objeto opaco e um anteparo também opaco. O cone de luz divergente proveniente da fonte ilumina o anteparo, no entanto, haverá uma região atrás do objeto desprovida de luz. Essa região é denominada sombra. Vale ressaltar que o formato da sombra projetada no anteparo é semelhante ao objeto opaco colocado na frente da luz, evidenciando a propagação retilínea da luz.
Sombra gerada por uma fonte pontual
FONTE EXTENSA
Se no lugar de uma fonte pontual, colocarmos uma fonte extensa, além da sombra haverá regiões parcialmente iluminadas denominadas penumbras.
Sombra e penumbra geradas por uma fonte extensa
Exemplos: Os eclipses são consequências diretas do Sol como fonte e a Terra ou a Lua como objetos opacos.
Eclipse Lunar: Ocorre quando a lua cheia se situa na sombra da Terra e ela deixa de aparecer no céu noturno.
Representação do eclipse lunar
Eclipse Solar: Ocorre quando o sol é oculto no céu porque uma parte da Terra se situa no cone de sombra da lua nova.
Representação do eclipse solar
Na região 1, observa-se o eclipse total e na região 2, parcial.
CÂMARA ESCURA COM ORIFÍCIO
A câmara escura é o princípio de funcionamento das máquinas fotográficas antigas, do olho humano e foi usada pelos antigos para fazer pinturas de grandes paisagens. Ela consiste de uma caixa com paredes opacas com um orifício O na frente do qual é colocado um objeto. Os raios provenientes do objeto atravessam o orifício e projetam uma imagem invertida no fundo do anteparo.
Representação de uma câmara escura com orifício
Como a luz se propaga em linha reta, os triângulos ABO e A’B’O são semelhantes, portanto:
TIPOS DE PONTOS
Podemos classificar as imagens e os objetos de acordo com a forma como o pincel luminoso se comporta em relação ao sistema óptico.
PONTO OBJETO
Objeto é o ponto que emite raios luminosos para o sistema óptico, chamamos esse feixe de incidente e admite três comportamentos.
- Ponto Objeto Real (POR): raios incidentes divergentes
- Ponto Objeto Virtual (POV): raios incidentes convergentes
- Ponto Objeto Impróprio (POI): raios incidentes paralelos
PONTO IMAGEM
Imagem é o ponto que recebe raios luminosos do sistema óptico, chamamos esse feixe de emergente e também admite três comportamentos.
- Ponto Imagem Real (PIR): raios emergentes divergentes
- Ponto Imagem Virtual (PIV): raios emergentes convergentes
- Ponto Imagem Impróprio (PII): raios emergentes paralelos
Observação: Somente imagens reais podem ser projetadas em anteparos.
