Aula-Introducao-Optica-Fisica-Geral-UACSA-UFRPE

Aula 1 Introdução à Óptica Prof Albert S Reyna UACSAUFRPE Física Geral 4 1 Definição ÓPTICA Parte da física que trata da luz e fenômenos da visão ÓTICA Palavra grega otikós Adjetivo que se refere ao ouvido ou à região auditiva ÓTICA Palavra grega otikós Adjetivo que se refere ao ouvido ou à região auditiva Nossa disciplina Propagação da luz Interação luzmatéria 2 Categorias de nossa disciplina Óptica Geométrica Física Fonte httpsmaggiesscienceconnectionwee blycomdualnatureoflighthtml Luz como raios Reflexão Refração Imagens Lentes espelhos Luz como ondas Coerência Interferência Difração 3 A óptica geométrica que estudaremos e sua conexão com a história Antiguidade Euclides de Alexandria 300 aC A ótica e catóptrica Existência do raio visual Propagação retílínea da luz Ângulo incidência ângulo de reflexão Cláudio Ptolemeu 100 aC Óptica Medidas de ângulo de incidência e reflexão Princípio de proporcionalidade Τ 𝜃𝑖𝑛 𝜃𝑟𝑒𝑓 𝑐𝑡𝑒 Ângulos de refração tabelados Idade Média Abu Ali Haçane ibne Alhaitame Alhazém 1000 dC Livro de Óptica Rejeita a existência do raio visual Propagação da luz em espelhos planos e esféricos Corrige os ângulos de refração tabelados Roger Bacon 1200 dC Introduziu trabalhos alquímicos de uso de lentes Jordan MangOsan 2014 pirografia Idade Moderna Galileu Galilei 1564 1642 Telescópio refrativo ocular côncava ideia de Hans Lippershey 15871619 Descobriu as luas de Júpiter os anéis de Saturno e a rotação do Sol Fonte httpswwwsbfisicaorgbrv1portalpi onindexphpartigos26galileu galileiomensageirodasestrelas Luneta de Galileu Superfície da Lua por Galileu Manchas solares por Galileu Johannes Kepler 1571 1630 Livro Dioptrice Esclarece o mecanismo da visão a partir da refração Telescópio Kepleriano e as leis de Kepler Cap34 Halliday Imagens Imagens em um espelho côncavo Zacharias Janssen 15881632 Microscópio com ocular côncava Francesco Fontana 15801656 Microscópio com ocular convexa com dois ou mais lentes Telescópio com duas lentes convexas Renê Descartes 1596 1650 Lei de Refração 1637 Willebrord Snellius 1580 1626 Lei de Refração 1626 Cap33 Halliday Ondas Eletromagnéticas Pierre de Fermat 16011665 Princípio de tempo mínimo propagação da luz em línea reta 4 A óptica física que estudaremos e sua conexão com a história Francesco Maria Grimaldi 16181663 Fenômeno de difração da luz as primeiras hipóteses do comportamento ondulatório da luz Fonte httpswwwvaticanobservatoryorgsa credspaceastronomyreligious scientistsfrfrancescogrimaldisj 16181663opticsofdiffraction Cap36 Halliday Difração Robert Hooke 16351703 Experimentos de difração da luz Observou padrões coloridos em filmes finos Desenvolveu um telescópio composto Observação de uma célula Propôs a ideia da teoria ondulatória da luz Fonte Ulf Seifert Wikimedia Commons Fonte Wikipédia Robert Hooke 16351703 Experimentos de difração da luz Observou padrões coloridos em filmes finos Desenvolveu um telescópio composto Observação de uma célula Propôs a ideia da teoria ondulatória da luz Fonte Ulf Seifert Wikimedia Commons Fonte Wikipédia Isaac Newton 16421727 Experimentos de dispersão num prisma Composição espectral da luz branca Introduziu a teoria corpuscular que afirmava que a luz é composta de corpos muito pequenos emitidos por substâncias brilhantes Fonte httpmuseuvirtualfisicablogspotcom201708dispersaodaluzbrancahtml Tendo escurecido o meu quarto fiz um pequeno orifício na janela de modo a deixar penetrar uma pequena quantidade conveniente de luz solar Coloquei o prisma em frente ao orifício de maneira que a luz ao se refratar indicasse na parede oposta Foi um agradável divertimento observar as intensas e vivas cores ali projetadas Comprimento de onda Energia e frequência Cap33 Halliday Ondas Eletromagnéticas Christiaan Huygens 16291695 Experimentos de interferência e difração da luz Estudou o efeito de birefringência primeiramente observado por Erasmo Bartholin Introduziu a ideia de índice de refração Defendia a teoria ondulatória da luz Fonte httpsslideplayercombrslide1595685 Fonte wwwtodocoleccionnet Cap35 Halliday Interferência Isaac Newton Teoria corpuscular vs Christiaan Huygens Teoria ondulatória Raios luminosos como ondas longitudinais que se propagam em um meio chamado de éter Raios luminosos como corpúsculos muito pequenos lançados para fora dos corpos luminosos O éter não pode existir seria um meio 60k menos denso que a água e 70k mais elástico que o ar ÉtienneLouis Malus 17751812 Experimentos de polarização da luz Explicação de polarização com a reflexão usando a teoria corpuscular analogia com o magnetismo Partículas e luz orientadas Reflexão em espelhos planos O que acontece quando i i 54º35 Thomas Young 17731829 Princípio da superposição para explicar a interferência em filmes finos Experimento da dupla fenda Fonte httpsmybigtoecombrexperimentoduplafendaquantica Cap35 Halliday Interferência Augustin Jean Fresnel 17881827 Princípio da interferência HuygensFresnel Fonte httpswwwistockphotocom Cap36 Halliday Difração Thomas Young 17731829 Luz é composto por ondas transversais Fonte Polarization College Physics Augustin Jean Fresnel 17881827 Equações de reflexão refração e transmissão Fonte httpsslideplayercom brslide17776441 Augustin Jean Fresnel 17881827 François Jean Dominique Arago 17861853 Ponto de Arago ou ponto brilhante de Fresnel FontehttpsimagesappgooglQVJnL6LkMSeYNZjF9 Consolidação da teoria ondulatória da luz Medida da velocidade da luz Galileo Galilei Deteção de um raio luminoso entre 2 montanhas sem sucesso Dane Ole Christensen Römer 16441710 intervalo entre eclipses da lua Io de Júpiter c 23 x 108 ms Fonte livro de Óptica Moderna S C Zilio Armand Hippolyte Louis Fizeau 18191896 intervalo entre raios de luz indo e voltando através de uma roda dentada c 315 x 108 ms Fonte livro de Óptica Moderna S C Zilio Enquanto isso Carl Friedrich Gauss 17771855 Michael Faraday 17911867 Heinrich Lenz 18041865 AndréMarie Ampère 17751836 James Clerk Maxwell 18311879 Teoria Eletromagnética Luz é uma onda eletromagnética Idade Contemporânea Heinrich Hertz 18571894 Descobrimento das ondas de rádio 1º experimento da teoria eletromagnética Albert Abraham Michelson 18521931 Edward Williams Morley 18381923 Interferômetro de MichelsonMorley questionava a existência do éter Fonte httpsimagesappgooglMJAhJcCzayoV2oJeA Albert Einstein 18791955 Postulou a teoria da relatividade restrita e invalidou a existência do éter Postulou a teoria da relatividade geral Descobriu o efeito fotoelétrico Prêmio Nobel de Física em 1921 Reafirmou o comportamento dual da luz onda e partícula Fonte Wikipédia teoria da relatividade mecânica quântica