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Conceitos que causam dúvidas em Óptica

Cor dos objetos, natureza das imagens e índice de refração são alguns dos conceitos estudados em Óptica que podem gerar dúvidas nos estudantes de Física.

Por: Joab Silas da Silva Júnior A formação de imagens em superfícies espelhadas é um dos tópicos estudados em Óptica

A formação de imagens em superfícies espelhadas é um dos tópicos estudados em Óptica

A Óptica é o ramo da Física dedicado ao estudo de fenômenos que envolvem a luz. A formação de imagens em espelhos e lentes, a compreensão de eclipses, arco-íris e miragens são alguns dos inúmeros temas estudados por essa parte da Física.

A seguir, veja três conceitos de Óptica que podem gerar muitas dúvidas nos estudantes de Física.

1. Cor dos objetos

A cor dos objetos pode ser alterada dependendo do tipo de luz que os ilumina. Assim, o comportamento dos objetos iluminados por uma fonte de luz policromática ou luz branca será:

  • Objeto colorido: reflete apenas a cor da luz que o define. Objetos amarelos, por exemplo, só refletem a radiação incidente que corresponde à cor amarela. As radiações incidentes que não correspondem à cor do objeto são totalmente absorvidas.

  • Objeto branco: reflete todo tipo de luz incidente.

  • Objeto preto: absorve todo tipo de luz incidente.

Caso um objeto amarelo seja iluminado por uma luz monocromática vermelha, ele absorverá a radiação incidente e será percebido como um objeto preto. Já os corpos brancos podem apresentar-se com qualquer cor, pois refletem todo tipo de radiação incidente.

A imagem a seguir representa uma planta iluminada pela luz solar, que é policromática. As folhas são da cor verde, ou seja, refletem apenas a luz monocromática verde e absorvem as demais cores que compõem a luz branca. Da mesma forma, a flor vermelha absorve as demais radiações, refletindo apenas a luz monocromática vermelha. Caso essa planta seja iluminada por uma luz amarela, ela vai apresentar-se totalmente na cor preta, uma vez que a radiação amarela é absorvida por todos os seus elementos.

Coloração de uma planta

A seguir, um simulador interativo demonstra como funciona a coloração dos objetos.

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2. Imagem real e virtual

Os diferentes tipos de espelhos e lentes podem gerar imagens de duas naturezas: reais ou virtuais.

Imagens virtuais: são formadas a partir da divergência sofrida pela luz após a incidência em determinadas superfícies refletoras ou refratoras. Esse tipo de imagem jamais pode ser projetada, existe apenas “dentro” do elemento que a criou. Além disso, ela é sempre uma imagem direita, que possui a mesma orientação do objeto.

As imagens geradas pelo espelho do banheiro são virtuais
As imagens geradas pelo espelho do banheiro são virtuais

Imagem real: é formada a partir da convergência sofrida pela luz após a incidência em determinadas superfícies refletoras ou refratoras. Essa imagem pode ser projetada, ou seja, pode ser lançada sobre telas ou paredes.

O vídeo a seguir apresenta o caso específico da formação de uma imagem real:

3. O que é índice de refração?

O índice de refração é um indicativo que mostra se a velocidade da luz durante a propagação em determinado meio será muito ou pouco alterada. Essa grandeza, simbolizada por n, é definida pela razão entre a velocidade da luz no vácuo (c = 3,0 x 108 m/s) e a velocidade da luz no meio de propagação em análise (v).

n = 
      v

Quando dizemos, por exemplo, que o índice de refração da água é de 1,33, significa que, ao se propagar nesse meio, a velocidade da luz será 1,33 vezes menor que sua velocidade máxima no vácuo.

A tabela a seguir apresenta o índice de refração para determinadas substâncias:

Índice de refração dos materiais