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Índice
Introdução
A óptica geométrica é o ramo da Física que trata a luz como partícula e, portanto, faz seu estudo no conceito de raio de luz.
Os raios de luz são representados como segmentos de reta orientados, ou seja, eles nos mostram o sentido e a direção da propagação da luz.
Chamamos de feixe de luz um conjunto de raios de luz, conforme a figura abaixo.
Principais conclusões
- Óptica geométrica é o ramo da Física que trata a luz como partícula, estudando-a por meio do raio de luz: segmentos de reta orientados que mostram direção e sentido da propagação e servem para representar trajetórias individuais e feixes.
- Funciona representando a luz por raios e feixes; fontes primárias emitem luz própria e secundárias refletem luz; fontes podem ser pontuais ou extensas; em meios homogêneos os raios seguem linhas retas e feixes cruzados não se alteram.
- Contexto científico: trata-se de uma idealização útil para analisar a propagação luminosa em meios homogêneos como o ar, oferecendo princípios básicos (retilineidade, independência dos feixes e reversibilidade) que fundamentam descrições geométricas da luz.
- No ENEM o foco recai sobre diferenciar fontes primárias/ secundárias e pontuais/ extensas, aplicar retilineidade e reversibilidade; erros comuns incluem supor curvatura de raios no ar ou pensar que feixes se influenciam, ligando conteúdos de física e geometria.
- Relevância prática: fornece um método gráfico e conceitual para prever direção da luz, explicar visibilidade em retrovisores e resolver problemas de iluminação e sombras em exercícios e situações cotidianas por meio de diagramas de raios.
Fontes de luz
As fontes de luz podem ser classificadas de duas maneiras:
- Fontes primárias: são aquelas que emitem luz própria. Por exemplo: o Sol, uma lâmpada, uma vela.
- Fontes secundárias: são aquelas que, ao receberem a luz de uma fonte primária, refletem-na. Por exemplo: a Lua, uma camiseta, uma mesa.
Há ainda outra classificação para fontes de luz:
- Fonte pontual: é aquela cujo tamanho é considerado desprezível comparado ao objeto que está sendo iluminado;
- Fonte extensa: ao contrário da fonte pontual, o tamanho da fonte não é considerado desprezível em relação ao objeto iluminado.
Princípios da óptica geométrica
Meios homogêneos são aqueles feitos de um único material, a olho nu. O ar é o principal exemplo. Esse princípio, então, afirma que as “flechas” que desenhamos para indicar os raios de luz sempre farão movimentos retilíneos, nunca curvilíneos.
Este princípio afirma a independência dos feixes de luz. Isto significa, por exemplo, que se houver duas fonte de luz à sua esquerda, você enxergará ambas, pois uma não altera a propagação da outra.
A trajetória da luz é independente do seu sentido de propagação.
Este princípio, chamado de reversibilidade, pode ser visto no seguinte exemplo: quando você consegue ver uma pessoa por um retrovisor, a pessoa também consegue te ver.
Exercício de fixação
Exercícios sobre Óptica Geométrica para vestibular
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:
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