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A Óptica é o ramo da Física que se dedica à compreensão de fenômenos que envolvem a luz. Refração, reflexão, dispersão, difração e formação de imagens em espelhos e lentes são alguns dos principais temas estudados nessa área.
Para possibilitar a compreensão de diversos desses fenômenos, o estudo de Óptica possui leis e equações que definem matematicamente os eventos relacionados à luz.
Os seguintes tópicos apresentam alguns dos assuntos estudados em Óptica que podem gerar dúvidas nos estudantes e naqueles interessados em entender determinando fenômeno físico.
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Vergência
As lentes delgadas são utilizadas em aparelhos como óculos e microscópios. Esses elementos ópticos têm a capacidade de desviar os raios de luz incidentes e formar diferentes tipos de imagens. A vergência é a grandeza que determina o poder de uma lente em desviar a luz e é definida matematicamente como o inverso do foco da lente.
V = 1
F
De acordo com o Sistema Internacional de Unidades (SI), a vergência deve ser medida em dioptrias (di), unidade correspondente ao inverso do metro (1 di = 1 m – 1). Cotidianamente, a unidade utilizada para definir a vergência de uma lente é o grau.
Clique aqui para conhecer mais sobre as lentes delgadas.
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Imagem real e virtual
Superfícies refletoras e refratoras podem produzir dois tipos distintos de imagens:
Imagem virtual: essa imagem não pode ser projetada e sempre é formada com a mesma orientação do objeto. É criada a partir da divergência sofrida pelos raios de luz ao tocar superfícies refletoras ou refratoras.
Imagem real: é a que pode ser projetada e sempre é formada com orientação contrária à do objeto. É criada a partir da convergência sofrida por raios de luz ao tocar superfícies refletoras ou refratoras.
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Fibras ópticas
As fibras ópticas são filamentos de material flexível que possuem a capacidade de transmitir a luz e transportar informações. O uso desse material revolucionou as telecomunicações porque potencializou o número, a qualidade e a velocidade de informações transmitidas via telefone e internet.
A luz pode caminhar em uma fibra óptica por meio do fenômeno denominado reflexão total. Sobre determinado ângulo de incidência, um raio de luz, ao passar de um meio com maior índice de refração para outro com menor, poderá ser totalmente refletido e permanecerá preso no meio que apresentar o maior índice de refração.
Muitas fibras possuem a espessura de um fio de cabelo e são formadas por um núcleo e uma casca. O índice de refração do núcleo deve ser sempre superior ao da casca da fibra, assim, ao incidir, a luz poderá sofrer inúmeras reflexões totais e ser transmitida pela fibra.
Clique aqui para saber mais sobre a importância das fibras ópticas.
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Ângulos da luz
Ao estudar as leis da reflexão – que determinam a formação de imagens em espelhos planos ou esféricos – e as leis da refração (responsáveis pela formação das imagens em lentes delgadas), a correta compreensão dos ângulos formados pela luz faz-se imprescindível.
Ângulos de incidência, reflexão e refração sempre são formados entre os raios de luz e a reta normal
Clique aqui para acessar textos sobre reflexão e refração.
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Cor dos objetos
A cor não é uma característica própria dos objetos, mas depende da luz que os ilumina.
A luz monocromática possui apenas uma cor. Já a luz policromática é a luz branca, formada pela união de todas as cores de luz monocromática. Os objetos coloridos possuem a capacidade de refletir apenas a luz característica de sua cor, então, sob a luz policromática, objetos azuis, por exemplo, refletem somente a componente de luz azul, que forma a luz branca, e absorvem as demais.
Os objetos brancos possuem a capacidade de refletir todo tipo de radiação incidente. Já os objetos da cor preta absorvem qualquer radiação incidente.
A imagem a seguir mostra uma planta sob luz solar, que é policromática. Repare que as folhas refletem a luz verde e absorvem as demais radiações. Semelhantemente, as flores vermelhas absorvem as demais radiações e refletem apenas a luz monocromática vermelha. Caso essa planta fosse iluminada por uma luz monocromática azul, ela seria vista na cor preta, pois a luz azul é totalmente absorvida por todas as partes dela.
Clique aqui para saber mais sobre a cor dos objetos.
Por Joab Silas
Graduado em Física