Questão 2
Um pesquisador precisava medir a altura de um prédio de vinte andares, porém ele não possuía o instrumento de medida necessário para realizar essa medição. Conhecendo o princípio da propagação retilínea da luz, ele utilizou uma haste de madeira de 1 m de altura e, em seguida, mediu a sombra projetada pela haste, que foi de 20 cm, e a sombra projetada pelo prédio, que foi de 12 m.
Calcule a altura do prédio de acordo com esses dados encontrados pelo pesquisador.
Questão 4
(Unitau) Dois raios de luz, que se propagam em um meio homogêneo e transparente, interceptam-se em certo ponto. A partir desse ponto, pode-se afirmar que:
a) os raios luminosos cancelam-se.
b) mudam a direção de propagação.
c) continuam propagando-se na mesma direção e sentindo que antes.
d) propagam-se em trajetórias curvas.
e) retornam em sentidos opostos.
Respostas
Resposta Questão 1
Dados:
i = 5 cm
O = 4 cm
DI = x + 100
Do = 100
Utilizamos a equação:
DI= i
Do O
x + 100 = 5
x 4
4 (x + 100) = 5x
4x + 400 = 5x
5x – 4x = 400
x = 400
Resposta: Alternativa D
Resposta Questão 2
Dados:
o = ?
i = 12 m
p = 1 m
p' = 20 cm = 0,2 m
Utilizamos a expressão:
_i_ = p'
o p
Substituindo os dados, temos:
12 = 0,2
o 1
o = 12
0,2
o = 60 m
A altura do prédio é 60 m.
Resposta Questão 3
Dados:
o = 8,0 m
p = 3,0 m
p' = 25 cm = 0,25 m
i = ?
Utilizamos a expressão:
_i_ = p'
o p
Substituindo os dados, temos:
_i_ = 0,25
8 3
3 i = 8 . 0,25
i = 2
3
i = 0,67 m
Resposta Questão 4
A alternativa correta é a opção C. Quando dois raios de luz propagam-se em um meio homogêneo e transparente, eles continuam propagando-se na mesma direção e sentido. Isso ocorre graças ao princípio da independência dos raios luminosos, que afirma que os raios de luz são independentes ao interceptarem-se, pois cada um deles mantém sua trajetória como se os demais não existissem.
A geometria da luz
A óptica é o ramo da física que estuda a luz e os fenômenos luminosos. Na óptica geométrica, os físicos estudam o comportamento dos raios luminosos, sem se preocupar com a natureza da luz. E a ferramenta utilizada para analisar esse comportamento é a geometria. Os raios são representados por linhas orientadas (setas), que indicam a direção e o sentido da propagação da luz. Há muito tempo os físicos discutem a natureza da luz. Hoje sabemos que a luz tem um comportamento estranhíssimo: ora se propaga como onda, ora como um pacote de energia. A velocidade da luz no vácuo, de 300 000 km/s, é a máxima possível no universo.
Natureza da luz: Há muito tempo os físicos discutem a natureza da luz. Hoje sabemos que a luz tem um comportamento estranhíssimo: ora se propaga como onda, ora como um pacote de energia. A velocidade da luz no vácuo, de 300 000 km/s, é a máxima possível no universo.
CONCEITOS BÁSICOS
São corpos luminosos aqueles que produzem e emitem raios de
luz, como o Sol, as estrelas e as lâmpadas. Esses corpos são fontes primárias de luz. Já os corpos que apenas reenviam a luz recebida de outras fontes são chamados corpos iluminados. É o caso dos planetas, da Lua ou de uma folha de papel. Os corpos iluminados são fontes secundárias de luz.
Tanto corpos luminosos como corpos iluminados emitem e reemitem a luz por um conjunto de raios chamado feixe
luminoso. Podemos classificar os feixes luminosos em convergentes, divergentes e paralelos.
Um raio de luz viaja sempre em linha reta. Mas um feixe pode ter diferentes comportamentos
PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS
Toda a óptica geométrica se baseia em três princípios fundamentais: o princípio da propagação retilínea, o da reversibilidade dos raios e o da independência dos raios.
• Propagação retilínea: Em um meio homogêneo e transparente, a luz se propaga em linha reta.
• Princípio da reversibilidade dos raios: A trajetória descrita por um raio de luz independe do sentido do percurso. Quando o sentido de propagação de um raio é invertido, a trajetória descrita por ele não se altera.
• Princípio da independência dos raios: Quando dois raios de luz se cruzam, cada um mantém sua trajetória original, como se o outro não existisse. Os raios luminosos se propagam independentemente uns dos outros.
REFLEXÃO DA LUZ
É o fenômeno que ocorre quando um raio de luz
incide sobre uma superfície que separa dois meios diferentes e retorna para o meio em que se encontrava inicialmente. Dependendo do tipo de superfície atingida pelos raios de luz, pode ocorrer a reflexão difusa ou a reflexão regular (ou especular).
O grande físico alemão comprovou que a luz é constituída de pequenos pacotes de energia, os fótons. Quando um fóton bate numa superfície metálica, sua energia é absorvida por um elétron do metal, que escapa da superfície. Vários elétrons escapando criam uma corrente elétrica. É o efeito fotoelétrico, que transforma a luz do Sol em eletricidade, nos painéis solares.
A reflexão regular é regida por duas leis:
• O raio incidente, a reta normal (N) à superfície
refletora e o raio refletido estão num mesmo plano (são coplanares);
• O ângulo de incidência (i) é igual ao ângulo de reflexão (r). Note que o ângulo de incidência(i) e o ângulo de reflexão (r) são medidos sempre em relação à reta normal N.
Reta
normal: É uma reta imaginária perpendicular à superfície refletora. Essa reta faz ângulos de mesma medida com o feixe de luz
emitido e o refletido.
ESPELHO PLANO
Um espelho plano é uma superfície polida e plana que produz reflexão regular.
Se traçarmos o prolongamento dos raios refletidos, veremos que eles se encontram em um ponto P’ , localizado “atrás” do espelho.
Veja como a distância entre o objeto real P e o espelho é sempre igual à distância entre P’ e o espelho:
Quando o objeto refletido é extenso, formado por um conjunto de pontos, determinamos sua imagem pela localização da imagem de cada um dos pontos. Veja:
Num espelho plano, a imagem tem o mesmo tamanho e é simétrica em relação ao espelho. Mas não se pode dizer que a imagem seja invertida. O termo correto para a alteração registrada na imagem, num espelho plano (em que o lado direito parece o esquerdo e as letras aparecem revertidas) é enantiomorfa. O termo, que é grego, significa “forma contrária”.
Um observador está próximo a um espelho plano e a três objetos posicionados nos pontos P1 , P2 e
P3, conforme o esquema abaixo.
Nessa posição o observador consegue ver a imagem dos três objetos no espelho?
Para que o observador possa ver a imagem de um objeto, os raios de luz que partem desse objeto devem atingir os olhos dele. Para saber
se um objeto é visível, traçamos o percurso dos dois raios de luz extremos
que podem bater no espelho e se refletir para o observador: