Luz, Câmera e… Óptica! – Cai em Física no Enem e nos vestibulares

Você sabia que, todas as coisas que estão a nossa volta, só são possíveis de se enxergar por causa dos fenômenos relacionados com a luz? Reflexão da luz, refração e dispersão. Tudo isso, você irá estudar, agora neste post de Física Enem!

Física Enem: Óptica é a parte da Física que estuda fenômenos associados à luz. Dividimos a óptica, em Geométrica e óptica física, de acordo com a forma que a luz se comporta.

E se você pensou que o título era só para chamar sua atenção e que não iríamos falar sobre a câmera fotográfica, se enganou! Hehehe. Ela é um equipamento capaz de projetar e armazenar uma imagem em um anteparo. O campo da física para este conhecimento é a Óptica.

Porém para que você se familiarize, com estes termos, Anteparo, Foco, Imagem, Projeção e outros, antes é necessário que você conheça e aprenda outras definições. Quer aprender um pouco mais sobre a óptica? Então se liga neste post e arrebente as questões de Física no Enem e nos vestibulares!1A Luz, um espetáculo da natureza, está há muito tempo no planeta Terra. Ela está desde o início na formação do universo.

O Big Bang, ou a Grande Explosão no bom e velho português, que também é chamado de modelo da grande explosão térmica, começa com o princípio de Friedmann, onde, enquanto Universo cresce, a radiação contida e a matéria torna se fria. Assim quando ocorre a grande explosão surge a luz.

Definição 1 – O que é Luz?

Vamos conceituar luz, como sendo um agente físico, capaz de sensibilizar nossos órgãos visuais, os olhos. É uma forma de energia radiante, que se propaga por meio de ondas eletromagnéticas.

Definição 2 – O que é Óptica Geométrica?

A física é dividida em várias partes dependendo do elemento de estudo, deste modo a Mecânica estuda o Movimento, a Termologia estuda o Calor, e a ÓPTICA estuda a luz.

Desta forma a Óptica Geométrica  é o ramo da Física que estuda um conjunto de fenômenos (chamados de Fenômenos Luminosos) que têm como causa determinante o agente físico Luz.

Para estudarmos a óptica Geométrica, devemos conhecer bem alguns conceitos básicos, como Raio de Luz, Pincel Luminoso e Feixe Luminoso. Todos estes itens da Óptica, veremos a seguir:

– Raio de Luz: É um objeto geométrico (uma linha), que traduz a direção e o sentido de propagação da luz, ou seja, é ele que determina aonde a luz irá “aparecer”.2

 

– Pincel Luminoso: É um conjunto de raios originados de um mesmo ponto e que apresentam uma pequena abertura angular uma relação aos outros.3

– Feixe Luminoso: Se define em um conjunto de raios luminosos, cuja abertura angular entre os raios é relativamente grande, de modo a contemplar uma região ampla do espaço.

Tanto para Feixes ou Pinceis Luminosos, possuímos classificações, que variam de acordo com a sua orientação e de acordo com o ponto referencial. A seguir iremos observar como são estas classificações:

  • Cônico Divergente: Os raios de luz divergem a partir de um único ponto e se espalham pelo ambiente. Como exemplo, temos as lâmpadas acesas ou uma vela também acesa.
  • Cônico Convergente: Os raios de luz convergem para um único ponto P. A luz parte de várias fontes e iluminam um mesmo ponto. Como exemplo para ilustrar este caso, temos as luzes que iluminam um palco de um show, representam um sistema convergente.
  • Cilíndrico: Os raios de Luz são todos paralelos entre si. O Sol, que é uma estrela, tem tamanho muito grande em relação à Terra, neste caso os raios luminosos saem do Sol e chegam a Terra com pouca abertura angular.
  • Fontes de Luz: É todo corpo capaz de emitir luz. A palavra FONTE dá a idéia daquilo que origina ou produz efeito, neste caso aquilo que produz a luz. A luz emitida por este corpo pode, ser própria ou refletida por ele e obedecem a uma classificação:
  • Fontes Primárias: São aquelas que emitem “Luz própria”, isto é, a energia é proveniente de outro tipo de energia, que é transformada em energia radiante luminosa. Essas fontes de luz, por sua vez, podem ser divididas em incandescentes, luminescentes e bioluminescentes.
  • Fontes Incandescentes: São fontes que emitem luz em virtude da transformação de sua energia térmica em energia radiante luminosa. Um exemplo que ilustra essa teoria é o Sol, que possui em sua superfície uma temperatura da ordem de 6000ºC, (quente pra caramba). Ou se você preferir algo mais próximo do nosso dia a dia, temos as Lâmpadas de incandescência (atualmente quase em desuso), cujo filamento de tungstênio, chega a uma temperatura superior a 2000ºC.
  • Fontes Luminescentes: São fontes que emitem Luz, embora neste caso, as temperaturas são relativamente baixas. Dividimos estas fontes em dois tipos:
  • Fontes Fluorescentes: Nesta situação, as fontes emitem luz, enquanto houver a atuação de um agente excitador. Um exemplo são as lâmpadas fluorescentes, que comparadas com as Lâmpadas de incandescência possuem temperaturas muito menores.
  • Fontes Fosforescentes: Neste caso são fontes que emitem luz durante certo tempo mesmo após ter cessado a ação do agente excitador. Exemplos clássicos, deste tipo de fonte são os relógios com mostradores luminosos que permitem a visão no escuro. As substancias depositadas sobre os algarismos absorvem energia luminosa durante o dia e são capazes de emitir tal energia durante a noite

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  • Fontes Bioluminescentes: Estas fontes tem sua origem nas reações químicas geradas no corpo de alguns animais. Poderemos observar tais reações em algumas formas de inseto, os Vagalumes ou até mesmo animais que vivem nas regiões abissais do fundo do mar.5

Aula Gratuita sobre Óptica

Segue um pequeno vídeo para você fixar o assunto:

A seguir coloquei alguns exercícios para você treinar sobre o assunto. Eles já possuem as respostas, mas eu desafio você. Tente encontrar outras formas de resolver as questões, compare as duas, verifique as diferenças e post aqui no Blog. Tenho absoluta certeza de que você irá aprender muito mais assim. Um abração e nos encontramos aqui no Blog do Enem.
EXERCÍCIOS

1 – (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:

a) os raios luminosos cancelam-se.

b) mudam a direção de propagação.

c) continuam propagando-se na mesma direção e sentindo que antes.

d) propagam-se em trajetórias curvas.

e) retornam em sentidos opostos.

2 – (UFRN-2002) Ana Maria, modelo profissional, costuma fazer ensaios fotográficos e participar de desfiles de moda. Em trabalho recente, ela usou um vestido que apresentava cor vermelha quando iluminado pela luz do sol. Ana Maria irá desfilar novamente usando o mesmo vestido. Sabendo-se que a passarela onde Ana Maria vai desfilar será iluminada agora com luz monocromática verde, podemos afirmar que o público perceberá seu vestido como sendo :

a) verde, pois é a cor que incidiu sobre o vestido.

b) preto, porque o vestido só reflete a cor vermelha.

c) de cor entre vermelha e verde devido à mistura das cores.

d) vermelho, pois a cor do vestido independe da radiação incidente.

3 – (FGV-2006) O professor pede aos grupos de estudo que apresentem à classe suas principais conclusões sobre os fundamentos para o desenvolvimento do estudo da Óptica Geométrica.

GRUPO I – Os feixes de luz podem apresentar-se em raios paralelos, convergentes ou divergentes.

GRUPO II – Os fenômenos de reflexão, refração e absorção ocorrem isoladamente e nunca simultaneamente.

GRUPO III – Enquanto num corpo pintado de preto fosco predomina a absorção, em um corpo pintado de branco predomina a difusão.

GRUPO IV – Os raios luminosos se propagam em linha reta nos meios homogêneos e transparentes.

 

São corretas as conclusões dos grupos

a) I e III, apenas.

b) II e IV, apenas.

c) I, III e IV, apenas.

d) II, III e IV, apenas.

e) I, II, III e IV.

4 – (UFRJ-2005)   

Nuvem negra

A astúcia faz com que os polvos não percam tempo diante de um inimigo. Apesar de serem surdos, como todos os membros da família cefalópode, eles enxergam com impressionante nitidez. Seus olhos possuem 50 000 receptores de luz por milímetro quadrado, o que lhes dá uma visão melhor do que a humana.

Os adversários também são reconhecidos pelo olfato. As pontas dos oito tentáculos funcionam como narizes, com células especializadas em captar odores. Provavelmente, o bicho percebe pelo cheiro que o outro animal está liberando hormônios relacionados ao comportamento agressivo. Ou seja, pretende atacá-lo. Então lança uma tinta escura e viscosa para despistar o agressor. E escapa numa velocidade impressionante para um animal aquático.

“SUPER INTERESSANTE”. Ano 10, n. 2. fevereiro 1996. p. 62.

Esse procedimento usado pelos polvos tem por objetivo dificultar a visão de seus inimigos. No entanto esse recurso das cores pode ser usado também com a finalidade de comunicação. Para haver essa comunicação, é necessário, porém, que ocorra o fenômeno físico da

a) refração da luz.

b) absorção da luz.

c) reflexão da luz.

d) indução da luz.

e) dispersão da luz.

5 – (UFMG-2005)  Marília e Dirceu estão em uma praça iluminada por uma única lâmpada. Assinale a alternativa em que estão CORRETAMENTE representados os feixes de luz que permitem a Dirceu ver Marília.

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GABARITO

1 – C              2 – B              3 – C              4 – C               5 – A

 

Os textos e imagens acima, foram elaborados, pelo Professor Wesley Oliveira, para o Blog do ENEM, Wesley é formado em Física, pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, e em Matemática pela UNISA – Universidade de Santo Amaro – São Paulo. Ministra aulas de Física e Matemática em escolas de São Paulo e da grande Florianópolis desde 2000. Facebook: https://www.facebook.com/profile.php?id=100011187033321