O que é óptica geométrica?

Óptica geométrica é a área da Física que investiga o comportamento da luz e os fenômenos relacionados a ela.

Você sabe o que é óptica geométrica? A óptica geométrica é a área da Física que estuda o comportamento da luz e os fenômenos relacionados a ela. Seus estudos estão relacionados, principalmente, às formas de propagação da luz, aos tipos de meio de propagação da luz, aos tipos de fonte de emissão de luz e a alguns fenômenos luminosos, como a refração, reflexão e absorção da luz.

Leia também: Alguns conceitos básicos de óptica geométrica

Resumo sobre óptica geométrica

O que estuda a óptica geométrica?

Luz solar, uma das formas de luz estudadas na óptica geométrica, surgindo entre árvores.
A luz é o objeto de estudo da óptica geométrica.

A óptica geométrica é a área da Física que estuda o comportamento da luz e os fenômenos relacionados a ela; é considerada como um conjunto de raios que obedecem ao princípio de Fermat (que descreve o trajeto de propagação da luz). Por meio de seu estudo, é possível compreender a visão, a formação das cores e das imagens, os espelhos, as lentes e outros.

Princípios da óptica geométrica

A óptica geométrica se sustenta em três princípios:

Quais são as formas de propagação da luz?

Formas de propagação da luz, um dos elementos estudados pela óptica geométrica.
Formas de propagação da luz.

Os raios luminosos são capazes de se propagar de três formas, por feixes paralelos, feixes divergentes e feixes convergentes.

Tipos de meios na óptica geométrica

Na óptica geométrica consideramos três meios de propagação da luz, que se diferem quanto a sua propagação no interior do meio, sendo eles: meios opacos, meios translúcidos e meios transparentes.

Meios de propagação da luz, um dos elementos estudados na óptica geométrica.
Meios de propagação  da luz.

Para saber mais detalhes sobre os meios de propagação da luz, clique aqui.

Fenômenos da óptica geométrica

Os fenômenos ondulatórios são o comportamento que uma onda exibe frente a um obstáculo. Na óptica geométrica, que tem a luz como objeto de estudo, são estudados os fenômenos da reflexão, refração e absorção.

Fenômenos luminosos, um dos elementos estudados na óptica geométrica.
Fenômenos luminosos.

Para saber mais detalhes sobre os fenômenos luminosos, clique aqui.

Aplicações da óptica geométrica no cotidiano

Os conhecimentos estudados na óptica geométrica são aplicados em diversas áreas, como Física, Química, medicina, engenharia, Biologia e, principalmente, na tecnologia. Abaixo listamos algumas aplicações da óptica geométrica no cotidiano:

Quais são os tipos de fonte de emissão de luz?

Os tipos de fonte de emissão de luz são:

Acesse também: Qual é a trajetória do raio de luz no prisma?

Exercícios resolvidos sobre óptica geométrica

Questão 1

(Enem) No Hemisfério Sul, o solstício de verão (momento em que os raios solares incidem verticalmente sobre quem se encontra sobre o Trópico de Capricórnio) ocorre no dia 21 ou 23 de dezembro. Nessa data, o dia tem o maior período de presença de luz solar. A figura mostra a trajetória da luz solar nas proximidades do planeta Terra quando ocorre o fenômeno óptico que possibilita que o Sol seja visto por mais tempo pelo observador.

Ilustração da trajetória da luz solar na Terra durante um solstício de verão em uma questão do Enem sobre óptica geométrica.

Qual é o fenômeno óptico mostrado na figura?

A) A refração da luz solar ao atravessar camadas de ar com diferentes densidades.

B) A polarização da luz solar ao incidir sobre a superfície dos oceanos.

C) A reflexão da luz solar nas camadas mais altas da ionosfera.

D) A difração da luz solar ao contornar a superfície da Terra.

E) O espalhamento da luz solar ao atravessar a atmosfera.

Resolução:

Alternativa A

O fenômeno óptico mostrado na figura é o da refração, que acontece quando a luz atravessa meios que têm diferentes densidades.

Questão 2

(PUC) Foi René Descartes, em 1637, o primeiro a discutir claramente a formação do arco-íris. Ele escreveu: “Considerando que esse arco-íris aparece não apenas no céu, mas também no ar perto de nós, sempre que haja gotas de água iluminadas pelo Sol, como podemos ver em certas fontes, eu imediatamente entendi que isso acontece devido apenas ao caminho que os raios de luz traçam nessas gotas e atingem nossos olhos. Ainda mais, sabendo que as gotas são redondas, como fora anteriormente provado e, mesmo que sejam grandes ou pequenas, a aparência do arco-íris não muda de forma nenhuma, tive a ideia de considerar uma bem grande, para que pudesse examinar melhor…”

Assinale os fenômenos ópticos responsáveis pela formação do arco-íris:

A) interferência e refração

B) reflexão e interferência

C) difração e refração

D) refração e reflexão

Resolução:

Alternativa D

O arco-íris é formado pelos fenômenos da refração da luz, quando a luz muda de velocidade ao atingir as gotículas de água, e da reflexão da luz, quando ela reflete os raios de luz até nossos olhos.

Fontes

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: ótica, relatividade e física quântica (vol. 4). 5 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2015.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Óptica e Física Moderna (vol. 4) 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2009.


Fonte: Brasil Escola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-optica-geometrica.htm