Fontes:
http://efisica.if.usp.br/otica/universitario/historico/comeco/
sábado, 19 de novembro de 2011
Desenvolvimento da óptica
A primeira grande evolução da óptica ocorreu durante o século XVII, quando houve um desenvolvimento significativo da sua formulação matemática, o que possibilitou a explicação dos fenômenos observados até então. Nas duas primeiras décadas daquele século foram introduzidos os sistemas ópticos que combinam duas lentes. O primeiro deles, o telescópio refrativo, por Hans Lippershey (1587-1619). Seu dispositivo utilizava uma ocular côncava, conforme esquematizado na Fig. 1.1. Ouvindo falar desta invenção, Galileo Galilei (1564-1642) construiu seu próprio telescópio e em 1610 descobriu as luas de Júpiter, os anéis de Saturno e a rotação do Sol. Estas descobertas popularizaram este instrumento óptico e a configuração que utiliza a ocular côncava leva hoje o nome de telescópio Galileano. O telescópio com ocular convexa, também mostrado na Fig. 1.1, foi introduzido por Johannes Kepler (1571-1630), que o utilizou para fazer importantes observações astronômicas, que se tornaram conhecidas como as leis de Kepler.
Experimentos com a luz solar
Primeiro experimento:
Materiais:
- Caixa de sapato ( sem tampa)
- Copo de vidro
- Papel filme
- Papel Alumínio
Montando:
Coloque na caixa o papal alumínio, bote o copo com certa quantidade de agua dentro desta, e por fim forre-a tampando, com o papel filme.
O objeto do experimento é analisar a variação da temperatura e calcular o calor sensível; para calcula-lo voltaremos a colorimetria:
Q=m.c. ΔT
Q= quantidade de calor,
m=massa,
c= calor especifico da substancia ( utilizamos a agua seu calor especifico é 1cal/g°C),
ΔT=variação de temperatura.
Segundo experimento:
Dados do experimento da caixa:
T°= 30°C
T= 58°C
m= 100 ml= 100g
Tempo= 60min= 3600seg
ΔT= 58-30=22°C
Q=m.c. Δt
Q=100.1.22= 2200cal x 4,2J= 9240J
P=ΔE/ΔT= Q(J)/ ΔT(s)= 9240/3600=2,56W
Segundo experimento:
Materiais:
- Copo de vidro
- 2 lupas
Experimento:
Bote uma quantidade de agua em um copo, segure as lupas fazendo com que seu foco fique na água.
Dados do experimento da lupa:
T°= 29°C
T= 40°C
m= 100 ml= 100g
Tempo= 30min= 1800seg
ΔT= 40-29=11°C
Q=m.c. Δt
Q=100.1.11 = 1100cal x 4,2J= 4620J
P=ΔE/ΔT= Q(J)/ ΔT(s)= 4620/1800=2,56W
Por que óculos de sol não certificados são um perigo para a saúde dos olhos?
A utilização dos óculos de sol, além de motivos ligados à estética, tem a função de impedir a penetração desses raios através da "filtração" dos raios solares.
Entretanto, a utilização de um óculos de sol que as lentes não oferecem proteção adequada é considerado mais perigoso do que simplesmente não usá-los.
O olho humano possui mecanismos de defesa naturais que são inibidos pela escuridão proporcionada pelas lentes. A pupila, que automaticamente se fecharia diante da luminosidade, mantém-se dilatada quando se utiliza lentes escuras. A reação natural do ser humano de fechar os olhos é comprometida pela utilização dos óculos de sol. Portanto, se as lentes não protegem, os raios ultravioleta passam e afetam a retina mais severamente do que se não fosse usado nenhum tipo de lente.
Fontes: http://www.inmetro.gov.br/consumidor/produtos/oculos2.asp
Ametropia
Ametropia ou erro refrativo da refração ocular causa a perda da nitidez da imagem na retina. Engloba a miopia, a hipermetropia e o astigmatismo, entre outras. As ametropias são corrigidas com o uso deóculos, ou adaptação de lentes de contato, ou cirurgia refrativa. É importante ressaltar que dioptrias mínimas de ametropia nem sempre precisam de correção, dependendo de cada caso, da presença de sintomas e de doenças associadas. Por outro lado, considera-se emétrope a pessoa que não apresenta erros de refração consideráveis.
Hipermetropia, é o nome dado ao erro de focalização da imagem no olho, fazendo com que a imagem seja formada após a retina. Isso acontece principalmente porque o olho do hipermétrope é um pouco menor do que o normal. Outras causas incluem situações onde a córnea ou o cristalino apresentam alterações no seu formato que diminuem o seu poder refrativo, como a megalocórnea, onde a córnea é mais plana do que deveria ser.
Miopia é o distúrbio visual que acarreta uma focalização da imagem antes desta chegar à retina. Uma pessoa míope consegue ver objetos próximos com nitidez, mas os distantes são visualizados como se estivessem embaçados (desfocados).
O astigmatismo é uma deficiência visual, causada pelo formato irregular da córnea ou do cristalino formando uma imagem em vários focos que se encontram em eixosdiferentes. Uma córnea normal é redonda e lisa. Nos casos de astigmatismo, a curvatura da córnea é mais ovalada, como uma bola de futebol americano. Este desajuste faz com que a luz se refracte por vários pontos da retina em vez de se focar em apenas um. Para as pessoas que sofrem de astigmatismo, todos os objetos, próximos ou distantes, ficam distorcidos. As imagens ficam embaçadas porque alguns dos raios de luz são focalizados e outros não. A sensação é parecida com a distorção produzida por um pedaço de vidro ondulado.
Fontes:
Instrumentos ópticos
Os instrumentos ópticos são equipamentos construídos para auxiliar a visualização do que seria muito difícil ou impossível de enxergar sem eles. As peças fundamentais que compõem a maioria dos instrumentos ópticos são os espelhos e lentes.
LUPA
Para observar com mais detalhes pequenos objetos ou áreas de uma superfície, utilizamos a lupa. É um instrumento de ampliação composto de uma lente convergente que nos fornece uma imagem virtual, direita e maior que o objeto real. A lupa também é chamada de microscópio simples.
LUNETA ASTRONÔMICA
Utilizamos a luneta astronômica para observar os astros. A olho nu, obviamente não conseguimos vê-los em maiores detalhes porque desse modo o nosso ângulo visual é muito pequeno. E a função da luneta é justamente a de produzir um aumento visual na observação dos astros.
A luneta contém duas lentes convergentes: a objetiva, de grande distância focal, que proporciona uma imagem real e invertida do astro observado; e a ocular, que nos fornece uma imagem final virtual e invertida do objeto.
Definimos o aumento visual obtido com a luneta pela relação entre a distância focal da objetiva e a distância focal da ocular.
CÂMERA FOTOGRÁFICA
A câmara fotográfica é constituída por uma lente convergente que deve projetar, de um objeto real, uma imagem real exatamente sobre o filme.
Como os objetos fotografados estão normalmente a uma distância bem maior do que a distância focal da objetiva da câmara, a imagem se forma, praticamente, no plano focal imagem da lente. Quando a imagem se forma antes ou depois do filme, obtém-se uma foto sem nitidez (fora de foco). O ajuste do foco é feito com o deslocamento da posição da lente.
Fontes:
Questões da UEFS sobre óptica
(UEFS) Uma bandeira do Brasil é colocada em um ambiente completamente escuro e iluminada com luz monocromática verde. Nessa situação, ela será vista, por uma pessoa de visão normal, nas cores:
a)verde, preta e branca
b)verde, amarela e branca
c)verde e amarela
d)verde e preta
e)verde e branca
(UEFS) Uma lâmina de faces paralelas, construída de forma que uma das suas faces é espalhada internamente, está imersa no ar. Um raio luminoso, propagando-se no ar, incide, com ângulo i, na face não espelhada e é refratado. Em seguida, o raio é refletido na face espelhada e volta ao ar, depois de ser novamente refratado. O ângulo de refração, no retorno de raio luminoso da lâmina para o ar, é igual a:
b) i
c) 3i/2
d) 2i
e) 5i/2
Resposta: B.
O ângulo de incidência (i) é igual ao ângulo de refração (r')
(UEFS) Um motorista olha para o seu retrovisor e vê a imagem de seu rosto, como sendo direita e cinco vezes menor. Estando o motorista a 60,0cm do retrovisor, é correto afirmar que o tipo de espelho e o módulo do raio de curvatura desse espelho são, respectivamente:
a) plano e 10,0cm
b) côncavo e 10,0cm
c) convexo e 25,0cm
d) côncavo e 20,0cm
e) convexo e 30,0cm
i.p = -p'.o
o/5.60 = -p'.o
12.o = -p'.o
-p' = 12.o/o
-p' = 12.(-1)
p' = -12
1/f = 1/p + 1/p'
1/f = 1/60 + 1/-12
1/f = 1 - 5/60
1/f = -4/60
-4f = 60
f = 60/-4
f = - 15
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