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Princípios da Óptica Geométrica

      A Óptica geométrica se baseia em quatro princípios.

      Desta forma na Óptica Geométrica, através de observações ao longo do tempo, deram surgimento a quatro princípios:

Princípio da propagação retilínea da luz.

      "Nos meios homogêneos e transparentes, a luz se propaga em linha reta."

a) Sombra e Penumbra

      A formação da Sombra é uma característica da fonte Pontual.

      Quando a fonte é extensa teremos a formação de Sombra e Penumbra.

Exemplo 01

       (Cesgranrio ) Um disco fino e opaco é iluminado por duas fontes pontuais, F e F', simetricamente dispostas em relação ao eixo de rotação do disco. Do outro lado do disco, e paralelamente a ele, coloca-se um anteparo plano e opaco na posição mostrada na figura. Em qual das opções a seguir é mais bem representada a figura que efetivamente se observa sobre o anteparo?
(Nas opções as partes densamente listradas correspondem ás regiões de sombra, as esparsamente listradas correspondem às regiões de penumbra e as sem listras, às iluminadas pelas duas fontes F e F'.)

Solução

Exemplo 02

       (PUCC) Um observador nota que um edifício projeta no solo uma sombra de 30m de comprimento, no instante em que um muro de 1,5m de altura projeta uma sombra de 50cm. Determine a altura do edifício.

Solução

b) Eclipses

- Eclipse do Sol

      Neste caso o Sol será a nossa fonte extensa e a Lua o corpo opaco. Teremos sobre a superfície da Terra uma região de sombra e Penumbra.

- Eclipse da Lua

      Durante o eclipse da Lua, o Sol será a fonte de Luz e a Terra o corpo opaco. Quando a Lua penetra no cone de sombra da Terra e deixará de ser vista.

Exemplo 03

       (VUNESP) Em 3 de novembro de 1994, no período da manhã, foi observado, numa faixa ao sul do Brasil, o último eclipse solar total do milênio. Supondo retilínea a trajetória da Luz, um eclipse pode ser explicado pela participação de três corpos alinhados: um anteparo, uma fonte e um obstáculo.
a) Quais são os três corpos do sistema solar envolvidos nesse eclipse ?
b) Desses três corpos, qual faz o papel: de anteparo ? De fonte ? De obstáculo ?

Solução

Exercício 01

      (EF Edson Queiroz - CE) Um grupo de escoteiros deseja construir um acampamento em torno de uma árvore. Por segurança, eles devem colocar as barracas a uma distância tal da árvore que, se esta cair, não venha a atingi-los. Aproveitando o dia ensolarado, eles mediram, ao mesmo tempo, os comprimentos das sombras da árvore e de um deles, que tem 1,5m de altura; os valores encontrados foram 6,0m e 1,8m, respectivamente. A distância mínima da cada barraca à arvore deve ser de:
a) 6,0m
b) 5,0m
c) 4,0m
d) 3,0m

Exercício 02

      (UFGO) Um feixe luminoso, partindo de fonte uniforme, incide sobre um disco de 10cm de diâmetro. Sabendo-se que a distância da fonte ao disco é 1/3 (um terço) da distãncia deste ao anteparo e que os planos da fonte, do disco e do anteparo são paralelos, pode-se afirmar que o raio da sombra projetada sobre o anteparo é de:
a) 20cm
b) 25 cm
c) 30cm
d) 40cm
e) 15cm

Exercício 03

      (PUC -SP) Leia o texto seguinte e responda às questões propostas:
      LUA TEM ÚLTIMO ECLIPSE DO SÉCULO
      "Às 22h21min de hoje começa o último eclipse total da Lua do século. Ele será visível de todo o Brasil. [...] Os eclipses totais da Lua ocorrem a cada 18 anos, mas só são visíveis de aproximadamente 1/3 da superfície terrestre. Assim, para um mesmo ponto da Terra, eclipses totais acontecem a cada 54 anos." (Folha de São Paulo, 16-08-89)

a) Explique como o eclipse total da Lua acontece, esquematizando a situação.
b) Que propriedade da luz possibilita que esse tipo de fenômeno ocorra?

Exercício 04

      (UFRO) A formação de sombra evidencia que:
a) a luz se propaga em linha reta.
b) a velocidade da luz não depende do referencial.
c) a luz sofre refração.
d) a luz é necessariamente fenômeno de natureza corpuscular.
e) a temperatura do obstáculo influi na luz que o atravessa.

Exercício 05

      (UFSE) Uma sala é iluminada por uma fonte de luz. A sombra de um objeto projetada na parede apresenta uma região de penumbra. Essa observação permite concluir que a fonte de luz:
a) tem dimensões maiores que as do objeto.
b) tem dimensões menores que as do objeto.
c) não é eleétrica.
d) não é monocromática.
e) não é pontual.

Respostas

1- B

2 - A

3 - a)
3 - b) Princípio da propagação retilínea da Luz

4 - A

5 - E