domingo, 8 de junho de 2014

Espelhos: Planos, convexos e côncavos

É um sistema óptico de espelhos constituído por superfícies planas e polidas, capazes de refletir regularmente a luz, como acontece com a superfície do mercúrio em equilíbrio numa cuba, a superfície de um lago, o vidro de uma janela, ou mesmo a reflexão de uma colher. Para que a superfície considerada seja um bom espelho é ainda necessário que a variação do poder refletor com o ângulo de incidência seja a menor possível.                                                                                                                                                                                                                     Planos:

Um espelho plano é aquele em que a superfície de reflexão é totalmente plana.
As principais propriedades de um espelho plano são a simetria entre os pontos objeto e imagem e que a maior parte da reflexão que acontece é regular.
Um espelho plano forma, de um objeto real, uma imagem virtual, direita, do mesmo tamanho e simétrica. A distância do objeto ao espelho é igual a distância da imagem ao espelho. Se o objeto for virtual, a imagem será real. 
Não podemos confundir, a nossa imagem produzida pelo espelho plano com a maneira que nos vemos nesse espelho. Quando nos vemos num espelho plano, estamos vendo a imagem real projetada em nossa retina pelo sistema de lentes do olho e o tamanho da imagem varia com a distância ao espelho plano. Quando nos afastamos do espelho plano vemos nossa imagem menor. Os raios que partem de um objeto, diante de um espelho plano, refletem-se no espelho e atingem nossos olhos. Assim, recebemos raios luminosos que descreveram uma trajetória angular e temos a impressão de que são provenientes de um objeto atrás do espelho, em linha reta. 
Os espelhos planos tem utilidades bastante diversificadas, desde as domésticas até como componentes de sofisticados instrumentos ópticos.

Convexos:


É caracterizado como sendo um espelho esférico, e pode ser considerado para qualquer superfície externa na forma de uma calota esférica que seja capaz de refletir a luz incidente, ou seja, o espelho convexo é uma “fatia” de uma esfera, essa fatia é chamada de calota esférica, e por isso conhecido de espelho esférico, e a parte que reflete (polida) é a parte externa dessa calota.
Os espelhos convexos são utilizados para 'prolongar' a visão, sendo assim podemos ver ângulos refletidos por eles que não conseguiríamos ver utilizando espelhos planos por exemplo. Com isso se costuma dizer que tais espelhos  permitem ampliar o campo de visão.
Pode ser considerado para qualquer superfície externa na forma de uma calota esférica que seja capaz de refletir a luz incidente, ou seja, o espelho convexo é uma “fatia” de uma esfera, essa fatia é chamada de calota esférica, e por isso conhecido de espelho esférico.
Geralmente esse tipo de espelho é encontrado em corredores de supermercado, farmácias, saídas de estacionamentos, retrovisores de veículos - para quem anda de autocarro já deve ter percebido logo acima das portas de saída, enfim entre outros lugares que necessitem ter uma visão prolongada do ambiente.


Côncavos:

 É caracterizado como sendo um espelho esférico, e pode ser encontrado em qualquer superfície interna na forma de uma calota esférica, desde que essa superfície seja capaz de refletir os raios de luz que incidirem, o espelho côncavo está contido em uma “fatia” de esfera, essa fatia é chamada de calota esférica, e o reflexo está localizado na parte interna da calota.
É um segmento de uma superfície esférica que apresenta na parte interna o seu lado refletor.Dependendo da posição que o objeto ocupa diante desse espelho podemos obter uma imagem conjugada real ou ainda virtual,quando o objeto situa-se sobre o plano focal do espelho. A sua orientação pode apresentar-se direita ou invertida, respectivamente, para imagens virtuais e reais, dependendo da posição do objeto em relação ao espelho. O espelho côncavo tem a característica, inclusive, de formar uma imagem imprópria, que é, na verdade, a não formação da imagem, mas considerada, fisicamente, formada no infinito.
Os espelhos côncavos são utilizados em aplicações bem específicas, isso ocorre por que as imagens  formadas variam de acordo com a posição do objeto.
Podem ser encontrados em alguns tipos de telescópios, projetores e também é comumente encontrado nos consultórios odontológicos, pois com ele é possível observar determinadas características dos dentes, e é comum o uso também da maquilhagem.

quarta-feira, 4 de junho de 2014

Refração e reflexão da luz











                              Refração:

A refração da luz é um fenómeno que ocorreie quando a luz passa de um meio óptico para outro, onde a velocidade de propagação é diferente. Em geral, quando a luz é refractada sobre a mudança de direcção.
A refração modifica a velocidade de propagação e o comprimento de onda, mantendo uma proporção direta. A constante de proporcionalidade é afrequência, que não se altera.

A primeira lei da Refração:                                 

O raio incidente, o raio refratado e a normal, no ponto de incidência, estão contidos num mesmo plano.

A segunda lei da Refração:

Os senos dos ângulos de incidência e refracção são diretamente proporcionais às velocidades da onda nos respectivos meios.

O raio refractado aprocima-se da normal quando a velocidade no segundo meioé inferior à velocidade no primeiro meio, caso contrário, afasta-se da normal.
Não há mudança de direcção quando o  ângulo de incidência é de 0º, ou seja, quando o raio incide perpendicularmente à superfícia de separação dos meios.


                                                                                                  Reflexão:


A reflexão da luz é a mudança de direcção ou de sentido que ocorre quando os raios luminosos incidem em certas superfícies, continuado a luz a propagar-se no mesmo meio (meio óptico). Nas superfícies polidas, ocorre a relexão reglar da luz, quase pode desegnar como reflexão da luz. Nas superfícies rugosas, ocorre reflexão difusa da luz, ou difusão, apenas.

Leis da reflexão: 

-O raio incidente, o raio reflectido e a normal, estão no mesmo plano
-Os ângulos de incidência e de reflexão são iguais ( têm a mesma amplitude).



Defeito da visão

Miopia:

Na miopia, a imagem dos objectos distantes é focada à frente da retina e não sbre ela. A miopia é consequência de um globo ocular demasiado long ou de um cristalino demasiado convergente. O míope vê mal ao longe vê bem ao perto, na mipia, a imagem é focada à frente da retina.

A miopia acontece quando a luz que entra no olho é focalizada incorretamente, fazendo com que os objetos distantes pareçam turvos. A miopia é um tipo de erro de refração do olho.
Miopia afeta homens e mulheres igualmente. As pessoas com histórico familiar de miopia têm mais probabilidade de desenvolvê-la. A maioria dos casos de olhos com miopia é saudável, mas um pequeno número de pessoas com miopia grave desenvolve uma forma de degeneração da retina.
*Para este problema utilizam-se lentes divergentes ou côncavas. 


                Hipermetropia:

Na hipermetropia, a focagem da iamgem dos objectos é feita atrás da retina, devido a uma deficiência no globo ocular ou devido a um cristalino pouco convergente. O hipermetrope vê mal ao perto e vê bem ao longe, na hipermetropia, a imagem é focada atrás da retina.
A hipermetropia ocorre quando o ponto mais próximo do olho está mais afastado do que no olho normal, devido a uma anomalia do cristalino, uma insuficiente curvatura, causando assim, dificuldades em ver ao perto.
O grau do hipermétrope, geralmente diminui com o crescimento do olho, e é comum assistir a pessoas que necessitavam de óculos durante a infância, mas que deixaram de os usar na idade adulta. A Hipermetropia pode também estar associada ao aparecimento de estrabismo acomodativo na infância, com aparecimento de sintomas, geralmente, ao redor dos 2 anos de idade, onde deverá ser efectuada uma correcção total com lentes de óculos adequadas.
*Para este problema utilizam-se lentes convergentes ou convexas


Astigmatismo:

Normalmente, o astigmatismo está associado a curvatura irregular da córnea, A dorma da córnea é mais ovalada do que esférica. Este desajuste faz com que a luz se frefracte em vérios pontos da retina em vez de se em apenas um, originando uma focagem deficiente.
Uma córnea normal é redonda e lisa. Nos casos de astigmatismo, a curvatura da córnea é mais ovalada, como uma bola de futebol americano. Este desajuste faz com que a luz se refracte por vários pontos da retina em vez de se focar em apenas um. Para as pessoas que sofrem de astigmatismo, todos os objetos, próximos ou distantes, ficam distorcidos.O astigmatismo é hereditário e pode ocorrer em conjunto com a hipermetropia ou presbiopia. Um astigmatismo ligeiro pode desenvolver-se ao longo dos anos, devido à alteração da curvatura da córnea, provocada pelos milhares de pestanejamentos diários.
Para este problema utilizam-se lente oftálmica chamada tórica ou cilindrica (que faz com que os raios de luz se concentrem em um plano único)

Presbiopia:

A presbiopia, ou 'vista cansada', surge quando o cristalino perde a capacidade de focar os objectos à rigidez dos músculos. Manifestam.se na dificuldade em realizar tarefas que exijam uma visão próxima, como ler, escrever, trabalhar no computar ou enfiar uma linha numa agulha.
A correção deste processo é realizada com o uso
de lentes corretoras multifocaisbifocais ou pelo uso de óculos para leitura. Existem cirurgias experimentais, que visam aumentar o espaço onde o cristalino se encontra, fazendo com que este volte a ter capacidade de acomodação, mas isso só faz protelar o aparecimento da presbiopia, e não existem estudos a longo prazo, que avaliem as complicações tardias desta cirurgia.

Lentes


As lentes são objectos comuns utilizados em óculos, projectores, máquinas fotográficas e de filmar, etc. São portanto muito úteis e é importante conhecer o seu funcionamento. Uma lente provoca uma mudança de direcção nos raios de luz que nela incidem.

Convergentes:

convergir, ou seja, fazer com que seja guiado para uma mesma direção, sendo assim, feixe de luz que concentra-se num ponto.
Usada para corrigir a hipermetropia, a convergência dos raios  de luz inicia-se assim que os raios de luz encontram a lente e, assim, a focagem é conseguida sobre a retina.
Quanto maior o valor da Potência Focal de uma lente Convergente, maior a capacidade que essa lente tem de fazer convergir (aproximar) os raios de luz.
As lentes convergentes , têm uma curvatura para o exterior, como o nome indica, fazem convergir (aproximar) os raios de luz.

Divergentes:


divergir, ou seja, afastar, de maneira progressiva, uma coisa de outra coisa, sendo assim o feixe de luz sai de um ponto de fonte e diverge.
Usanda para corrigir a miopia, os raios de luz divergem depois de passar a lente, e assim a convergência feita pelo olho permite obter uma imagem exatamente sobre a retina.
Quanto maior o valor da Potência Focal de uma lente Divergente, maior a capacidade que essa lente tem de fazer divergir (afastar) os raios de luz.
 Lentes divergentes , apresentam uma concavidade, como o nome indica, fazem divergir (afastar) os raios de luz.


Fibra Óptica



fibra óptica é um pedaço de vidro ou de materiais poliméricos com capacidade de transmitir luz. 
Com a explosiva evolução das comunicação, motivadas pela necessidade de aumento de capacidade de tráfego de voz, vídeo e dados de alta velocidade, constantemente nos deparamos com novos conceitos em tecnologias em termo de meios de transporte das informações. É nessa ideia que surge a fibra ótica, que garante nível elevado de fiabilidade a nível de transmissão de sinais e dados, voz e vídeo.
A transmissão da luz pela fibra segue um princípio único, independentemente do material usado ou da aplicação: é lançado um feixe de luz numa extremidade da fibra e, pelas características ópticas do meio (fibra), esse feixe percorre a fibra por meio de reflexões sucessivas

Possui no mínimo duas camadas: o núcleo (filamento de vidro) e o revestimento (material eletricamente isolante). No núcleo, ocorre a transmissão da luz propriamente dita. A transmissão da luz dentro da fibra é possível graças a uma diferença de índice de refração entre o revestimento e o núcleo, sendo que o núcleo possui sempre um índice de refração mais elevado, característica que aliada ao ângulo de incidência do feixe de luz, possibilita o fenômeno da reflexão total.
Cabos de fibra óptica estão substituindo fios de cobre para aumentar a velocidade de transmissão de informação digital.

*Esses cabos são tão finos quanto um fio de cabelo humano que carregam a informação digital ao longo de grandes distâncias.

Em 1870, o físico inglês Jonh Tyndall, demonstrou o princípio de guiamento de luz através de uma experiência muito simples, utilizando um recipiente furado com água, um balde e uma fonte de luz, Tyndall observou o feixe de água sairá iluminado através do furo do recipiente, assim tivemos o primeiro relato da transmissão de luz.

Uma comparação dessa experiência: https://www.youtube.com/watch?v=I4pgO3U5luY


Olho humano

Constituíção do olho humano:


 O nosso olho possui uma lente, o cristalino, que faz convergir os raios de luz de forma a que a imagem se forme na retina. Esta imagem é real, invertida e menor que o objecto. O cristalino tem a capacidade de mudar de forma, para que vejas os objectos sempre focados, quer estes estejam próximos ou afastados de ti.

Cristalino é uma espécie de lente que fica dentro de nossos olhos. Está situado atrás da pupila e orienta a passagem da luz até à retina. A retina é composta por células nervosas que levam a imagem através do nervo óptico para que o cérebro as interprete.
*O cristalino adapta-se de forma a permitir que possamos ver corretamente os objetos que se encontram à nossa volta. Quando os objetos estão mais próximos o cristalino fica mais espesso, e para objetos mais distantes ele torna-se mais delgado. A esta adaptação chamamos acomodação visual.

Pupila  está situada entre a córnea e o cristalino, e no centro da íris, responsável pela passagem da luz do meio exterior até os órgãos sensoriais da retinaLocaliza-se na parte média do olho, e tem por função regular a quantidade de luz que passa para a retina. A pupila é um orifício que regula a entrada de luz. Por ser um orifício, não tem cor, mas sua aparência é preta, pois não há iluminação na parte interna dos olhos.

Retina é responsável pela formação de imagens, ou seja, pelo sentido da visão. É como uma tela onde se projetam as imagens: retém as imagens e as traduz para o cérebro através de impulsos elétricos enviados pelo nervo óptico.

Íris é a parte mais visível (e colorida) do olho de vertebrados. A função da Íris é controlar o tamanho da pupila, por meio da contratação e da expansão de seus músculos, se há muita luz, a íris contrai a pupila para que menos luz penetre na retina.

Córnea é a parte anterior transparente e protetora do olho dos vertebrados. A córnea e o cristalino têm a função de focar a luz através da pupila para a retina, como se fosse uma lente fixa. São as lágrimas (secreção lacrimal) que mantêm a córnea úmida e saudável.

Mácula é um ponto ovalado de cor amarela junto ao centro da retina do olho humano.

Nervo óptico é um dos doze pares cranianos presentes no cérebro humano para determinar algumas funções motoras, sensitivas e mistas, ocupando o segundo lugar dos pares. A função dele é captar informações vindas dos cones e bastonetes da retina que visualizam objetos através da luz projetada neles, ou seja, trata-se de uma função sensitiva. É desta forma que o cérebro humano capta cores, formas e tamanhos e traduzem estas informações para que o indivíduo possa enxergar.


Vítreo é a substância gelatinosa e viscosa, formada por uma substância amorfa semilíquida, fibras e células, que se encontra no segmento posterior, entre o cristalino e a retina, sob pressão, de modo a manter a forma esférica do olho. É produzido incessantemente, com valor médio de 3 ml por dia, no processo ciliar, uma região recoberta por uma camada de células epiteliais, que transportam ativamente o humor vítreo desses processos ciliares para a parte posterior da córnea e à parte anterior da íris.





Como se forma o arco-íris?

Quando a luz branca do Sol incide numa gota de água, refractra-se (pois há mudança de meio óptico) e muda de direcção no seu interior.A luz branca do Sol é constituída por várias radiações, todas com características diferentes, pelo que dentro da gota de água cada radiação vai propagar-se a uma velocidade diferente (dispersão), sofrer uma reflexão e nova refracção (quando sai da gota de água).


  A luz branca é uma mistura de várias cores. Quando a luz atravessa uma superfície líquida - no caso, a gota da chuva - ou sólida (transparente), a refração faz aparecer o espectro de cores: violeta, anil, azul, verde, amarelo, laranja e vermelho.

Mas o arco-íris não existe realmente. Ele é uma ilusão de óptica cuja posição aparente depende da posição do observador. Todas as gotas de chuva refratam e refletem a luz do sol da mesma forma, mas somente a luz de algumas delas chega ao olho do observador.Mas o arco-íris não existe realmente. Ele é uma ilusão de óptica cuja posição aparente depende da posição do observador. Todas as gotas de chuva refratam e refletem a luz do sol da mesma forma, mas somente a luz de algumas delas chega ao olho do observador.

Segundo cientistas, ás vezes é possível que um segundo arco-íris, mais fraco, possa ser visto fora do arco-íris principal. Esse raro fenômeno ocorre quando há dupla reflexão da luz do sol nas gotas de chuva. Devido à reflexão extra, as cores do arco são invertidas quando comparadas com o arco-íris principal.



Pode ser observado sempre que existirem gotículas de água suspensas na atmosfera e a luz solar estiver brilhando acima do observador em baixa altitude ou ângulo, ou seja, ele pode acontecer durante ou após uma chuva.



*Dispersão: é o fenômeno que causa a separação de uma onda em vários componentes espectrais.