Formação das imagens no olho

A quantidade de luz que pode atravessar a córnea é controlada pela pupila, que se abre quando há menos luz e se fecha quando há muita luz.

A luz atravessa a córnea, é focada pelo cristalino, que funciona como uma lente convergente. Esta focagem permite projetar as imagens dos objetos numa certa zona da retina. A imagem que se obtém é invertida e menor que o objeto.

Depois a imgem é enviada ao cérebro através do nervo ótico, onde é indireitada.

 

Lentes

As lentes são corpos transparentes, normalmente de vidro ou de plástico tratado, limitados por uma ou duas superfícies curvas. Como as lentes são um meio ótico diferente do ar, a luz ao passar do ar para a lente sofre refração, e de seguida volta a sofrer outra refração quando passa da lente para o ar.

Existem dois tipos de lentes:

CONVERGENTES ou CONVEXAS

Este tipo de lente possui bordos largos e tem maior espessura no centro, fazendo convergir os raios de luz paralelos ao eixo principal para um ponto único: o foco principal.

Características da imagem:

• se estiver longe:

- real, invertida e menor do que o objeto.

• se estiver a uma distância média:

- real, invertida e maior do que o objeto.

• se estiver perto;

- virtual, direita e maior do que o objeto.

DIVERGENTES ou CÔNCAVAS

Este tipo de lente possui bordos mais espessos do que o centro, fazendo divergir os raios de luz paralelos ao eixo principal, de modo que o prolongamento dos raios refratados para trás da lente se encontram num ponto: o foco principal (virtual).

Características da imagem:

- virtual;
- direita;
- menor do que o objeto.

Reflexão Total

A reflexão total é um fenómeno que acontece quando a luz passa de um meio no qual a velocidade é menor para um meio cuja velocidade é maior e o raio refratado afasta-se da normal. Se o ângulo de incidência for superior ao ângulo crítico ou ãngulo limite (L) deixa de haver refração, e toda a luz que incide na superfície de separação dos meios é refletida.

As fibras óticas são um exemplo de reflexão total: no interior dos seus tubos de vidro ou plástico, a luz propaga-se por sucessivas reflexões. As fibras óticas são usadas na medicina e nas telecomunicações.

Refração da Luz

A refração da luz é um fenómeno que ocorre quando a luz passa de um meio ótico para outro, onde a velocidade de propagação é diferente, e normalmente sofre mudança de direção.

 

- O raio refratado aproxima-se da normal quando a velocidade no segundo meio (N2) é inferior à velocidade no primeiro meio (N1), ou seja se a velocidade no segundo meio (N2) for superior à do primeiro meio (N1) o raio refratado afasta-se da normal.

 

- Não há mudança de direção quando o ângulo de incidência é de 0º, ou seja, quando o raio incide perpendicularmente à superfície de separação dos meios.

 

Também pode ocorrer com a refração, reflexão na superfície de separação dos meios.

Experiências 24 e 25 (2000 e 2100 visualizações)

 FORMAÇÃO DE IMAGENS EM ESPELHOS 

Planos

Material:
- Placa de vidro;       - Folha de papel;
- Régua;                   - Ecrã (cartão branco);
- Plasticina;              - 2 lamparina iguais.
- Lápis;

Procedimento:
1- Colocar a placa de vidro no meio de uma folha de papel e prendê-la com plasticina;
2- Com lápis, traçar uma linha na zona onde a placa de vidro toca na folha;
3- Colocar uma lamparina à frente do vidro, marcar a sua posição no papel e acendê-la;4- Colocar o ecrã na parte de trás do vidro, aproxima-lo e afasta-lo, procurando projetar a imagem da lamparina;
5- Colocar a outra lamparina apagada na parte de trás do vidro, na zona onde parece estar a imagem da primeira lamparina, e marcar também a posição dessa lamparina;
6- Medir as distâncias da lamparina e da sua imagem à placa de vidro.

Conclusões:
- Qual é a relação entre as distâncias da lamparina a da sua imagem à placa de vidro?
- Qual é a relação entre o tamanho da lamparina e da sua imagem?

Esféricos

Material:
- Colher de sopa em inox brilhante.

Procedimento:
1- Pegar na colher com a parte de fora virada para ti e observar um dedo da tua mão ou um objeto igualmente pequeno;
2- Afastar e aproximar a colher do teu dedo ou do objeto;
3- Repetir os passos 1 e 2, mas agora com a parte de dentro da colher virada para ti.
 
Conclusões:

- Que tipo de espelho constitui a parte de fora da colher?
- Que tipo de espelho constitui a parte de dentro da colher?

Formação de imagens em espelhos planos e esféricos

Os espelhos são superfícies polidas que refletem regularmente a luz e permitem obter imagens nítidas dos objetos. Existem espelhos planos e esféricos (côncavos e convexos).

 ESPELHOS PLANOS 
As imagens obtidas em espelhos planos têm as seguintes características:
- são direitas e do mesmo tamanho que o objeto;
- estão à mesma distância do espelho que o objeto;
- são virtuais, pois não se conseguem projetar num alvo;
- são lateralmente invertidas (simétricas), ou seja, a parte esquerda da imagem corresponde à parte direita do objeto.

 ESPELHOS ESFÉRICOS 
Os espelhos esféricos podem ser côncavos ou convexos.

CÔNCAVOS:

Nos espelhos côncavos, os raios incidentes paralelo ao eixo principal quando são refletidos convergem para um ponto, que se designa foco principal do espelho. É um foco real porque a interseção dos raios refletidos acontece à frente do espelho.

Características da imagem:

• se estiver longe:
- real, invertida e menor do que o objeto.

• se estiver a uma distância média:
- real, invertida e maior do que o objeto.

• se estiver perto;
- virtual, direita e maior do que o objeto.

CONVEXOS:

Nos espelhos convexos, os raios incidentes paralelo ao eixo principal quando são refletidos divergem. Os prolongamento dos raios refletidos encontram-se num ponto designado por foco principal do espelho. É um foco virtual porque forma-se no prolongamento dos raios refletidos, para trás do espelho.

Características da imagem:

- virtual;

- direita;

- menor do que o objeto.

Reflexão da Luz e Leis da Reflexão da Luz

A reflexão da luz é a mudança de direção ou de sentido que ocorre quando os raios luminosos incidem em certas superfícies, continuando a luz a propagar-se no mesmo meio (meio ótico).

Há dois tipos de reflexão:

Reflexão regular ou reflexão: quando a reflexão ocorre numa superfície polida (os raios são desviados paralelamente e na mesma direção).

Reflexão difusa ou difusaõ da luz: quando a reflexão ocorre numa superfície rugosa (os raios são desviados em direções diferentes).

Leis da reflexão da luz:
- o raio incidente, o raio refletido e a normal estão no mesmo plano;
- os ãngulos de incidência e de reflexão são iguais (têm a mesma amplitude).

Raio incidente ( ri ) - raio luminoso que incide sobre a superfície.
Raio Refletido ( rr ) - raio luminosos que é refletido pela superfície.
Normal (n) - linha imaginária que é perpendicular à superfície no ponto de incidência.
Ângulo de incidência ( Î ) - ângulo definido pela normal e pelo raio incidente.
Ângulo de reflexão ( r com ^ ) - ângulo definido pela normal e pelo raio refletido.

Quando o raio incide perpendicularmente à superfície (ãngulo de incidência de 0º), o raio refletido tem a mesma direção do raio incidente, havendo apenas mudança de sentido.

Luz

A luz é uma onda eletromagnética (pois não necessita de um meio material para se propagar) e transversal (pois a direção da perturbação é perpendicular à direção da propagação da onda). A luz propaga-se em linha reta e radialmente em todas as direções.

Classificação dos feixes luminosos quanto ao modo de propagação:

Convergente: o feixe de luz converge num ponto;
Divergente: o feixe de luz diverge a partir de um ponto;
Paralelo: o feixe de luz propaga-se sempre com os raios paralelos entre si.

Classificação dos materiais quanto ao modo como são atravessados pela luz:



Opaco: não se deixa atravessar pela luz;









Translúcido: deixa-se atravessar parcialmente pela luz;







Transparente: deixa-se atravessar completamente pela luz.




Corpos luminosos e iluminados:
Fontes naturais de luz: sol e outras estrelas.
Fontes artificiais de luz: lâmpadas e velas acesas.

Corpos luminoso (corpos que produzem ou têm luz própria): Sol, outras estrelas, lâmpadas e velas acesas.
Corpos iluminados ou não-luminosos (corpos que não possuem luz própria mas refletem ou transmitem a luz que recebem de um corpo luminoso): outros objetos.

 TRIÂNGULO DE VISÃO 
Para se ver um objeto é necessário um objeto (corpo iluminado), uma fonte luminosa que ilumine o objeto e um detetor de luz (ex: olhos de uma pessoa).
O triãngulo de visão consiste na iluminção do objeto através de uma fonte luminosa e na refleção dessa luz em várias direções, podendo chegar ao observadorpois reflete a luz em várias direções, podendo chegar ao observador.