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Primeira Aula de Ótica

Oi pessoal tudo bem a gente vai começar agora a nossa primeira aula de ótica e nessa aula a gente vai tratar de alguns fundamentos que vão ser bem importantes para o desenvolvimento dessa matéria questão de ótica tá de vez em quando aparecendo para a gente na prova do Enem em prova de vestibular e também nas provas do colégio tá certo Vamos lá então vamos começar para a gente começar falando sobre a ótica a primeira definição que eu quero ver com vocês é o que é luz outro dia me disseram assim escolheu luz não é tudo que a gente consegue ver pessoal tem que tomar cuidado porque às vezes os nossos olhos nos Enganam dá uma olhada nessa imagem que você tá vendo ali o que que você percebe que impressão que você tem do que você tá vendo me parece ali uma moça aonde nessa região aqui a gente vê os cabelos dela aqui é como se fosse uma coroa nessa região a gente tem os olhos dela o nariz aqui a boca aqui e o queixo tudo bem agora se a gente pegar essa imagem e girar ela 180 graus Olha como vai ficar para gente nossa cura mas eu tô vendo agora outra imagem sim parece ali pra gente a imagem de uma senhora aonde a gente percebe nessa região aqui Os cabelos dela tudo bem a gente percebe aqui o nariz dela aqui a boca o que antes era coroa agora é como se fosse um colarinho na figura e aqui estão os olhos dela tudo bem enfim essa imagem que eu mostrei para você é uma imagem Dupla ela tem sim duplo sentido existem diversas outras e depende como você olha você percebe uma situação diferente mas enfim para que eu consiga enxergar eu preciso sim de luz porque porque pra gente enxergar tem que ter luz vindo até o nosso olho quando a gente está numa situação de escuro completo sem nenhuma fonte de luz a gente não consegue ver nada a gente vai conversar bem certinho sobre as fontes de luz mas o que que eu quero definir com vocês então a resposta daquela pergunta que eu fiz o que é os pessoal luz é um tipo de onda por isso que é bem importante que você já tenha assistido todo o assunto referente a ondas Tudo bem então a luz é uma onda do tipo ele genética O que que a gente estudou lá na parte de ondas que as ondas eletromagnéticas são aquelas que não precisam Obrigatoriamente de um meio para se propagar ou seja elas conseguem se propagar através do vácuo Tá certo detalhe bem importante lá nas aulas de física moderna a gente vai estudar e vai aprender que a luz pode ter um outro comportamento além do comportamento ondulatório tudo bem mas aí os assuntos são complementares porque a gente vai estudar lá que a luz tem ao mesmo tempo os dois comportamentos Mas como eu disse deixa isso lá para as aulas de física moderna vamos anotar Então essa definição de luz que a gente aprendeu agora e vamos seguir a matéria vamos lá então a gente vai notar que luz é uma onda eletromagnética destacando aqui para você uma frequência tal que os nossos olhos são sensíveis ou seja visível pelos seres humanos tudo bem lembrando o pessoal que a gente estudou lá na parte de umndulatória né quando a gente fala de uma onda eletromagnética é aquela onda que não precisa Obrigatoriamente de um meio para se propagar ou seja ela consegue se propagar através do vácuo Tá certo agora com relação a frequência que eu acabei de falar para vocês eu vou colocar ali uma escala então de frequência ela tá crescente para cima como você vê aquela pontinha da Seta e eu vou colocar para vocês algumas outras ondas eletromagnéticas que a gente já estudou lá na parte de ondulatória então de frequência mais baixa a gente acha ali as ondas de rádio ondas de TV as microondas os raios infravermelhos que estão relacionados a transferência de calor que a gente aprendeu lá nas aulas de termologia a gente tem também a luz como eu falei para vocês depois com frequência maior que a da luz a gente tem os raios ultravioleta a gente tem os raios X quando a gente vai fazer uma radiografia Esses raio-x são utilizados tudo bem E a gente tem também os raios gama raios cósmicos e aí vai bom nosso foco agora é na luz então se eu colocar para você a luz eu tenho várias cores de luz sendo que a 7 principais que eu vou citar aqui para você então representadas ali que numa ordem crescente de frequência são o vermelho o alaranjado o amarelo o verde o azul o Anil e o Violeta tudo bem é importante que você saiba para a prova que você vai fazer que essas são as cores da luz e que elas estão numa ordem crescente de frequência do vermelho pro Violeta mas já já eu faço a escala de frequência aqui nas cores para você também agora eu quero falar um pouquinho com vocês sobre a velocidade da luz no vácuo a gente usa para representar a velocidade da luz no vácuo a letrinha C que vem da palavra da velocidade da luz no vácuo é três vezes 10 na 8 metros por segundo tudo bem o vácuo é o local onde a luz se propaga com maior velocidade em qualquer outro meio ela vai se deslocar com uma velocidade menor do que essa agora o que que acontece as questões costumam considerar para a gente no vácuo ou no ar a mesma velocidade da luz esse valorzinho ali três vezes 10 na 8 Tudo bem então é importante que você saiba o que que a velocidade da luz no vácuo é sempre a mesma independentemente da cor de luz e não só a luz né todas as outras ondas eletromagnéticas tudo bem bom A ideia é a seguinte lá nas aulas de ondulatória a gente aprendeu que velocidade é comprimento de onda vezes frequência tudo bem a velocidade no caso pra gente seria esse cesinho esse três vezes 10 na 8 agora olha só o que eu vou fazer pessoal eu vou isolar a frequência a frequência Fica para a gente igual a velocidade agora eu vou pegar esse comprimento de onda que tá aqui e vou levar ele lá para o outro lado dividindo Então vou dizer para você que é velocidade dividido pelo comprimento de onda se a gente for Comparar as várias cores de luz a gente sabe o que a gente sabe que a velocidade no vácuo é constante tudo bem lembrando no vácuo né e a gente pode considerar no ar a mesma coisa tá certo eu tenho sempre a mesma velocidade vou marcar para você aqui coloridinho então vê que é constante tudo bem agora voltando lá para as cores do vermelho pro Violeta o que que eu disse para vocês eu disse que frequência vai aumentando conforme a gente se desloca do vermelho para o Violeta aí voltando ali na equação que que a gente sabe olha só se a frequência tá aumentando conforme eu me desloco do vermelho para o Violeta significa que o comprimento de onda tá diminuindo Tudo bem então voltando ali na figura das cores conforme eu me desloco do vermelho para o Violeta a frequência aumenta mais o comprimento de onde é o contrário Então o comprimento de onda ele cresce do violeta para o vermelho dá uma olhadinha ali para vocês eu coloquei a escala então dizendo que o comportamento do comprimento de onda é ao contrário Tá certo pessoal e repetindo mais uma vez o que eu comentei agora pouquinho né É fundamental para a gente entender legal essa parte da ótica que a gente tem um conhecimento sobre o assunto de ondulatório tudo bem Se eu colocar uma plaquinha como essa que tá ali você tá vendo azul tá bom por um motivo bem simples o que a gente vê é o que tá vindo em direção ao nosso olho então se eu tô vendo ela Azul significa pra gente o que que tá vindo dela para os nossos olhos ah luz Azul tudo bem bom mas enfim por que que a gente vê luz azul porque a gente tá iluminando ela por exemplo com a luz branca e aí na luz branca a gente tem chegando ali o que todas as cores tudo bem aí as cores são o que absorvidas por essa placa e essa placa reflete para gente aqui só a luz azul Então quando você enxerga as outras cores são absorvidas e o azul é refletido agora pessoal vou fazer o seguinte eu vou pegar a mesma placa ali do lado e vou iluminar ela com uma lanterna diferente uma lanterna que vai emitir luz amarela Opa mas pera aí essa placa só consegue refletir o azul então se eu iluminar ela com luz amarela ela vai absorver esse amarelo ela não vai refletir nada e olha a cor que ela ficou ela vai aparecer preta então um corpo que parece Azul ele só vai parecer azul se ele for iluminado pela luz branca que a gente sabe que nesse caso a gente tem todas as cores ou por luz azul porque daí ele reflete o azul mas se ele for iluminado por uma luz de outra cor que é o que a gente tem nessa situação aqui ela vai absorver essa outra cor e ela vai parecer preta tudo bem agora vamos fazer uma outra análise da cor dos objetos tem ali uma caixinha fechada por onde não passa a luz por essas paredes que eu desenhei vou colocar uma lâmpada e se a gente acender essa lâmpada ela vai emitir luz branca Então a gente vai ter luz branca vindo aqui tudo bem E se a gente tiver nessa região aqui você quer ver seu olho de uma pessoa olhando ali para caixa tá a gente vai ter a luz branca chegando para ela normalmente agora eu vou fazer o seguinte vou apagar essa luz e vou colocar ali uma película transparente tipo um papel celofane azul bom quando eu acender essa lâmpada de novo a gente vai ter o seguinte a gente tem a luz Branca vindo aqui só que aqui eu tenho um filtro o que que esse filtro faz ele vai absorver todas as cores de luz menos o azul Então o que vai acontecer é que ele vai deixar passar aqui somente a luz azul mesma coisa vai acontecer se a gente tiver ali aquela lâmpada e agora colocar um filtro por exemplo de luz amarela a gente vai ter saindo da lâmpada a chamada luz branca né Branca aí esse filtro ele só vai permitir que passe adiante a luz amarela então eu posso falar da cor dos corpos por transmissão aplicando o filtros que só deixam passar alguma frequência Tá certo agora eu quero conversar um pouquinho com você sobre a ótica geométrica e vou começar definindo com vocês o que que é um raio de luz Então imagina o seguinte a gente estaria num quarto escuro onde uma pessoa vai clicar vai apertar ali o interruptor para acender a lâmpada Então a gente tem a lâmpada ali que é para gente uma fonte de luz e tem a pessoa que é observador essa lâmpada Vai acender e a gente representa a luz que tá indo em direção a pessoa dessa forma por essa setinha essa setinha que tá ali é que é o chamado raio de luz tudo bem detalhe né o raio de luz não existe de verdade você não fica olhando por aí enxergando um monte de setinha passando então ele é só o que ele é só uma forma geométrica que a gente tem de representar para onde que a Luz está indo tá certo então não é uma grandeza vetorial e nada assim tá bom bom pessoal então eu vou definir com vocês o que que o raio de luz é um elemento geométrico que indica para onde a luz se propaga Tá certo agora vamos falar um pouco sobre o chamado feixes de luz que é um feixe de luz nada mais é do que vários raios de luz ou seja um conjunto de Raios de luz então eu vou colocar para você primeiro por exemplo uma lupa que tem muita gente que gosta de brincar de queimar formiga uma maldade sem tamanho Mas tudo bem eu tenho ali o que vários raios de luz então eu tenho um chamado feixe de luz a gente pode colocar também um semáforo não semáforo a gente tem ali vários raios de luz saindo é também para gente de luz cura Mas e se eu pegar duas canetinhas laser e ligar as duas eu vou ter ali um feixe de luz também vai vai ter um feixe de luz sim agora qual é a diferença que a gente nota desses três feixes de luz que eu te mostrei a gente nota seguinte diferença Olha só o primeiro os raios de luz estão todos se concentrando num ponto só então a gente vai dizer que é um feixe onde os raios de luz convergem por isso é um feixe chamado de feixe convergente vamos anotar aqui bem certinho tudo bem já o segundo que é o do Semáforo você percebe que os raios estão saindo de um ponto então se espalhando tudo bem nesse caso então eu vou dizer para você o que que os raios de luz eles divergem então é um feixe do tipo é divergente tudo bem agora essa última figura que eu coloquei ali para vocês com as canetinhas laser percebe que os raios de luz não estão se aproximando nem se afastando então eu vou dizer para vocês que é um feixe de luz paralelo e eventualmente Pode ser que ele seja chamado para vocês de um feixe cilíndrico também tá bom então a gente tem ali o feixe convergente que é quando os raios de luz se aproximam concentrando num ponto só o feixe divergente que é quando os raios de luz se espalham a partir de um ponto e o feixe paralelo quando os raios de luz não estão nem se concentrando nem se espalhando ou seja não se aproximam nem se afastam Tá certo agora vamos ver umas definições bem importantes também que são as fontes de luz a gente tem basicamente dois tipos de fonte de luz que vão se subdividir tem as fontes de luz chamar de fontes primárias e a secundárias Qual é a diferença entre elas bem simples as primárias são aquelas que me tem luz própria e a secundárias Não elas não emitem os próprios ou seja vem luz a luz bate nelas elas refletem essa luz mas já já a gente fala da secundária vamos começar falando das primárias Olha só as fontes primárias se dividem basicamente em dois tipos tem as quentes e as frias as fontes quentes são aquelas que emitem luz por causa da alta temperatura são chamadas fontes incandescentes você tá dois exemplos para você o sol por exemplo o sol que você tá vendo aqui atrás ele emite luz ele que fornece luz e calor para terra e ele emite luz exatamente pelo fato dele tá em altíssima temperatura Tá certo por exemplo que a gente pode falar quando a gente tem uma fogueira que você tá vendo aqui atrás também a gente tem ali a brasa a brasa tá emitindo luz também devido à alta temperatura Tá certo então vamos anotar isso que a gente acabou de falar a fonte de luz primária então é Aquela fonte que emite luz própria e eu conversei um pouquinho com vocês sobre as fontes incandescentes tudo bem incandescente é aquela que vai emitir luz devido a alta temperatura E aí dois exemplos que eu citei ali para vocês foram o fogo onde a gente tem As Brasas que emitem luz exatamente pelo fato de estar em uma alta temperatura e o sol que fornece luz e calor para gente aqui na terra Tá certo agora isso é fonte de luz emite luz própria Só que não é devido a outra temperatura como é que fica as fontes de luz que emitem luz a baixa temperatura a gente chama de fontes luminescentes só que agora a gente vai subdividir as luminescentes em quatro tipos olha só a gente tem as fontes de luz fosforescentes o que que são que exemplo que a gente tem sabe aquelas estrelinhas que a gente cola no teto do quarto para quando apaga a luz elas ficarem brilhando elas fazem o quê elas absorvem a luz e mesmo depois que a gente apaga a luz elas continuam brilhando Durante algum tempo então elas absorvem energia e devido a saltos quânticos elas emitem essa energia lentamente na forma de luz tudo bem Tanto que se você faz isso no teto do teu e acorda lá no meio da madrugada e dá uma olhada ela já não estão mais brilhando como estavam antes tá certo agora vamos falar um pouquinho de uma outra fonte de luz que são as fontes fluorescentes gente a lâmpada por exemplo que a gente usa lâmpada fluorescente é uma fonte de luz que emite luz a baixa temperatura ela também está relacionada a saltos quânticos tudo bem só que são saltos mais rápidos ou seja ela só vai emitir luz Enquanto Tiver eletricidade passando ali assim que parar de passar eletricidade ela vai parar de emitir luz tudo bem agora cuida né quando eu falo para você de uma lâmpada ela é uma fonte de luz primária ou seja limite luz própria Se ela tá acesa se você vai lá no supermercado pega uma lâmpada uma lâmpada apagada ela não tá emitindo luz própria você tá vendo ela porque vem luz de Fora bate nela reflete e vem até o teu olho então cuida com pergunta maldosa na hora de prova de vestibular na prova do Enem ou na prova do Colégio certo agora vamos falar sobre outra fonte de luz luminescente ou seja que emite luz abaixo a temperatura são as chamadas quimioluminescentes que meu luminescente o nome já diz ela emite luz graças a uma reação química aonde que a gente percebe isso naqueles bastões de show quando você pega o bastãozinho você quebra ele você dobra ele na verdade né e faz Uma pulseirinha um colar ele passa a brilhar no escuro ele passa ele te luz então é uma reação química que se inicia ao você dobrar aquele bastãozinho Tá certo a gente tem também pessoal as fontes bioluminescentes ó lá Bio Vida ou seja são seres vivos que imitem nos próprias a gente pode falar por exemplo de várias espécies de águas vivas a gente pode falar de espécies de bactérias a gente pode falar do vagalume então seres vivos que emitem luz própria são as fontes bioluminescentes Tá certo vamos fazer o seguinte vamos anotar isso bem direitinho vamos continuar Então pessoal olha só a gente falou sobre as fontes florescentes sobre fluorescentes as 15 luminescentes e as bioluminescentes tá certo fosforescente é aquela que absorve a luz e depois continua emitindo essa energia luminosa durante algum tempo mesmo depois que você apaga a luz então ela absorve aquela energia e vai emitindo lentamente já a fluorescente não ela precisa de um agente externo estimulando ela brilhar ou seja eletricidade Então essa é uma diferença significativa entre as duas tá as quimioluminescentes são aquelas que emitem luz devido a uma reação química e bioluminescente é quando um ser vivo emitir luz própria tudo bem agora que a gente já falou das fontes de luz primária vamos falar um pouquinho da secundária lembra a primária é aquela que emite luz própria a secundária não né então a secundária ela faz o que ela reflete a luz que vem de outra fonte E aí pessoal olha só tem um objeto que as pessoas costumam confundir muito que são os espelhos os espelho não emite luz própria espelho não brilha no escuro né senão você imagina no meio da madrugada Você vai ao banheiro abre a porta do espelho vê aquele clarão na tua cara não acontece isso né claro quando a gente vai numa balada e vê aquele Globo espelhado ele brilha ele tá emitindo luz mas não é luz própria né são luzes que estão vindo e refletindo naquele Globo espelhado E aí ele fica brilhando Tá certo e aí qualquer pessoa que você enxerga no teu dia a dia os bichos um cachorro lindão como esse que a gente vê aqui atrás são fontes de luz secundária Ou seja no escuro você não vai enxergar tudo bem mas se tiver qualquer outra fonte de luz a luz vai refletir neles e você passa a ver ele bem direitinho Tá certo então vamos colocar aqui os exemplos que eu te falei que seria por exemplo o espelho que ele reflete a luz vindo de outra fonte né seria por exemplo esse cachorro lindão que tá ali aquele pedacinho de ferro que aparece do fundo chão que aparece ali no fundo tudo isso é uma fonte de luz secundária Tá certo agora vamos usar isso que a gente estudou para fazer um exercício que eu criei aqui para vocês eu pedi o seguinte em cada um dos itens a seguir classifique as fontes de Luz como primárias ou secundárias Então vamos fazer junto Olha só uma estrela o sol é uma estrela as estrelas emitem luz própria Então são fontes de luz primária tudo bem A lua pessoal a lua reflete a luz do sol que bate nela e essa luz retorna até a terra por isso que a gente vê a lua brilhando então é uma fonte secundária tudo bem Se a lua emitisse luz própria a gente enxergaria sempre a lua inteira né então seria sempre para a gente a situação de lua cheia tá certo o que não ocorre na verdade o sol o sol emite luz própria então é uma fonte primária planeta Júpiter Por que que você colocou Júpiter gente por colocar poderia ter sido qualquer outro o planeta Júpiter é uma fonte de luz secundária a gente vê a luz do sol que bate nele reflete E aí é possível enxergar o planeta Júpiter tudo bem uma lâmpada agora Olha o perigo lembra que eu alertei você antes na aula cuida né olha a letra e a letra F lâmpada é diferente lâmpada acesa então simplesmente uma lâmpada é uma fonte de luz secundária uma lâmpada acesa Aí sim é uma fonte primária olhos de um gato pessoal ninguém aqui encontra um gato no escuro o olho dele Sai brilhando né É comum no escuro você vê o olho de um gato brilhando quando a luz bate no olho do gato e reflete então o olho do gato é uma fonte secundária tudo bem placa de trânsito quando você tá dirigindo e aí você tá numa estrada à noite a estrada escura e a luz do carro bate na placa a placa brilha bastante porque porque ela é pintada com material reflexivo Então ela é uma fonte secundária não é luz própria tudo bem E o vaga-lume É sim luz própria né o Vagalume ali pra gente é uma fonte bioluminescente então é uma fonte primária Tá certo pessoal E com isso a gente encerra essa nossa primeira aula sobre ótica na aula que vem a gente ainda fala sobre alguns fundamentos que são essenciais para a gente entender legal essa matéria Tá certo tchau e até a próxima