Nesta apresentação, vamos investigar...

•O que é a luz?•Como se propaga a luz?•Reflexão da luz•Espelhos

Luz

A luz propaga-se por ondas – ondas electromagnéticas (propagação de uma perturbação eléctrica e magnética).

As ondas electromagnéticas são ondas transversais que se propagam, no vazio, à velocidade de 300 000 km/s.

Luz

As ondas de luz e de som caracterizam-se pelas mesmas grandezas físicas:

• frequência

• amplitude

• comprimento de onda

• velocidade de propagação.

Comprimento de onda

Espectro electromagnético

Espectro electromagnético: conjunto de todas as radiações electromagnéticas. Umas são visíveis, aos nossos olhos, outras não

Espectro electromagnético

Cada uma destas radiações apresenta um comprimento de onda e uma frequência característica.

Espectro electromagnético

Uma onda electromagnética é tanto mais energética quanto menor for o seu comprimento de onda e maior for a sua frequência.

espectro

Espectro electromagnético

Ondas de rádio – são as que possuem valores maiores de comprimento de onda e menor frequência. São as menos energéticas.

Radiação gama - são as que possuem valores menores de comprimento de onda e maior frequência. São as mais energéticas.

espectro

Como se propaga a luz?

Alguns conceitos básicos

Meios transparentes – permitem ver com nitidez através deles (Ex.:vidro comum, ar)

Meios translúcidos – permitem a visualização dos objectos mas sem nitidez. (Ex.:vidro fosco, papel de seda)

Meios opacos – não permitem a visualização dos objectos (Ex.: madeira, cimento.)

Sombra e penumbra Se colocarmos um corpo opaco entre uma fonte de luz pontual e

um anteparo, observamos a formação de uma sombra.

Quando a fonte é extensa, definem-se a sombra, que não recebe luz, e a penumbra, parcialmente iluminada.

Conclusão

Num meio transparente e homogéneo, a luz, proveniente de uma fonte luminosa, propaga-se em todas as direcções e em linha recta.

Experiência: A Câmara escura A câmara escura de orifício é uma caixa de paredes

opacas, possuindo uma delas um pequeno orifício

Experiência: A Câmara escura Vais precisar de: Uma lata Papel vegetal Cartolina preta

Faz um furo (o menor possível) no fundo da lata e forra-a, por dentro, com a cartolina.

Cobre a outra extremidade da lata com papel vegetal.

Enrola a restante cartolina à volta da lata de forma a prolongar a sua altura ( o objectivo é deixar a "tampa" de papel vegetal numa região escurecida.)

Aponta o orifício da lata para uma janela e aproxima o rosto do tubo de cartolina.

Experiência: A Câmara escura Como pudeste observar, a imagem projectada, nestas

condições, aparece invertida.

Porquê? Cada ponto do objecto luminoso ou iluminado, emite ou reflecte a luz em todas as direcções e, portanto, também na direcção do pequeno orifício.

Experiência: A Câmara escura A luz, emitida de cada ponto da imagem, propaga-se em

linha recta passando pelo orifício.

A luz que “sai” do ponto mais alto do objecto atinge o fundo da câmara no ponto mais baixo da imagem projectada, formando uma imagem invertida.

Conclusão...

A luz proveniente de uma fonte luminosa propaga-se em linha recta.

A formação de imagens invertidas, de sombras, o eclipse do Sol e da lua, são exemplos que comprovam a propagação rectilínea da luz.

Reflexão da luz

Reflexão da luz Tudo o que vemos ( a mesa, a cadeira, a folha de papel...) se deve

à reflexão da luz.

O fenómeno da reflexão ocorre quando os raios luminosos incidem sobre uma superfície e voltam para o mesmo meio no qual ocorreu a incidência.

Consegues ler um livro porque este reflecte a luz visível que nele incide.

Reflexão regular da luz

É a mudança de direcção ou de sentido na mesma direcção, que os raios* luminosos sofrem ao incidir numa superfície polida, continuando a sua propagação no mesmo meio.

Ex.: O espelho

*Raios de luz - linhas orientadas que representam, graficamente, a direcção e o sentido da propagação da luz.

Reflexão regular da luz

O raio de luz que incide no espelho designa-se por raio incidente;

O raio luminoso que parte do espelho, devido à reflexão, designa-se por raio reflectido.

Raio incidente

Raio reflectido

Reflexão irregular da luz ou difusão Nem todos os materiais reflectem como a superfície de um

espelho. Ou seja, não reflectem regularmente.

Quando a luz incide sobre uma superfície rugosa, reflecte-se em todas as direcções.

Leis da reflexão

1ª Lei da Reflexão - O raio incidente, o raio reflectido e a recta normal ao ponto de incidência estão no mesmo plano.

2ª Lei da Reflexão – A amplitude do ângulo de incidência é igual à amplitude do ângulo de reflexão.

Normal à superfície

Ângulos iguaisRaio incidente Raio reflectido

Leis da reflexão

Espelhos

Espelho toda superfície polida, com grande poder de reflexão, onde

a luz sofre reflexão regular (reflexão especular).

Espelhos planos: fornecem imagens virtuais, direitas, com o mesmo tamanho e simétricas dos objectos.

Espelhos planos Uma imagem é virtual quando não

pode ser projectadas num alvo. A imagem virtual dá-nos a

impressão de estar "atrás" do espelho. Uma criança, quando gatinha, vai procurar o seu “companheiro” atrás do espelho.

E a distância da imagem? a distância da imagem ao espelho

é igual à distância do objecto ao espelho.

Quando levantas o teu braço direito, a imagem levanta o braço esquerdo?

Objecto ImagemRaio incidente

Raio reflectido

Prolongamentodo raio reflectido

Espelho planoObservador

Espelhos planos O observador vê a imagem como se ela estivesse atrás do

espelho, no prolongamento do raio reflectido.

Imagens formadas por dois espelhos planos* Quando colocamos um objecto

entre dois espelhos que formam um ângulo de 90º entre si, observamos a formação de três imagens.

Se diminuirmos o ângulo () entre os espelhos, o número de imagens formadas aumenta.

O número (N) de imagens produzidas por dois espelhos pode ser determinado algebricamente através da expressão:

1º360

N

* Não faz parte do programa

Vamos experimentar?

Imagens formadas por dois espelhos planos* Em teoria, se os espelhos fossem colocados um em frente ao

outro, paralelos entre si ( = 0º), formar-se-iam infinitas imagens do objecto.

Na prática, tal não se verifica. A luz vai perdendo intensidade à medida que sofre sucessivas reflexões. (nenhum espelho reflecte 100% da luz incidente)

* Não faz parte do programa

Espelhos côncavos e convexos Quando desejamos inverter uma imagem de cabeça para baixo, aumentá-la ou diminuí-la, usamos um espelho esférico.

Se a superfície reflectora for a interna, o espelho tem o nome de espelho côncavo; se for a externa, é denominado espelho convexo.

Espelho côncavo – origina umfeixe convergente

Espelho convexo – origina um feixe divergente

Espelho convexo

As características das imagens obtidas através dos espelhos convexos são semelhantes, pois esses espelhos formam imagens virtuais (que não podem ser projectadas), direitas e menores em relação ao objecto, independentemente da posição do objecto.

Espelhos côncavos Nos espelhos côncavos as imagens formadas possuem

características distintas, dependendo da posição do objecto em relação ao espelho.

Imagem real, invertida e menorImagem real, invertida e maior