2º Ano Ensino Médio - Noturno - Luz, Som e Calor

REFRAÇÃO: O OLHO HUMANO 

O olho humano é uma parte do corpo extremamente complexa. Com ele, um objeto pode ser focalizado, controlada a quantidade de luz que entra e produzida a imagem nítida de um objeto. O olho pode ser comparado a uma câmera fotográfica. No entanto, os mecanismos que permitem ao olho efetuar incontáveis operações (como o controle da luminosidade) são extremamente complexos. Como os meios transparentes, na entrada do olho, têm índices de refração muito próximos, podemos substituí-los por uma única lente delgada convergente. Seu centro ótico está a aproximadamente 1,5 cm da retina. A imagem no olho é real, invertida e menor do que o objeto. 

Os distúrbios de visão são caracterizados pela formação da imagem na posição incorreta do olho, fora da retina, como mostrado na imagem abaixo:

LENTES ESFÉRICAS 

As lentes são dispositivos constituídos por um meio transparente, limitado por faces curvas, normalmente esféricas. Diferentemente dos espelhos em que luz é refletida, nas lentes a luz sofre refração. As lentes são feitas de materiais como o vidro, plástico e até mesmo água ou o ar. Se classificam pelo seu formato: 

As lentes podem ser divergentes ou convergentes e possuem características fundamentais, como as da figura abaixo, exemplificado para a lente convergente:

Como a lente possui duas superfícies, ela tem dois pontos focais, e dois planos focais. Quando a lente de uma câmara está ajustada para objetos distantes, a superfície fotossensora se encontra atrás da lente.

IMAGENS DA LENTE CONVERGENTE 

• Posição do objeto: antes do ponto antiprincipal (duas vezes o foco). 

Imagem: real, invertida e menor que o objeto. 

Ex.: Máquina fotográfica e olho humano. 

• Posição do objeto: sobre o ponto antiprincipal (duas vezes o foco). 

Imagem: real, invertida e igual ao objeto. 

Ex.: Máquinas de fotocópia. 

• Posição do objeto: entre o ponto antiprincipal (duas vezes o foco) e o foco da lente. 

Imagem: real, invertida e maior que o objeto. 

Ex.: Projetores. 

• Posição do objeto: sobre o foco da lente. Imagem: não é formada uma imagem. 

• Posição do objeto: entre o foco e o centro da lente. Imagem: virtual, direita e maior que o objeto. 

Ex.: Lupas. 

IMAGEM DA LENTE DIVERGENTE 

• As lentes divergentes são capazes de formar apenas um tipo de imagem, pois, qualquer que seja a posição de um corpo diante de uma lente divergente, sua imagem é virtual, direita e menor. Lentes desse tipo são utilizadas para a correção da miopia. 

Agora é hora de testar seus conhecimentos, lembre-se que as pesquisas e consultas são permitidas e bem vindas para que você realize com sucesso as atividades.

ATIVIDADES

1 — Sobre a refração da luz no meio, responda: 

a) Meios físicos compostos por diferentes materiais têm diferentes índices de refração, como por exemplo o diamante (2,42) e a água (1,33). O que é o índice de refração e a quais grandezas ele está relacionado (procure a expressão matemática que é usada sua determinação)? 

b) De acordo com a lei de Snell-Descartes, um raio de luz ao atravessar dois meios com índice de refração diferentes, pode sofrer mudanças na trajetória. Explique melhor essa lei e descreva em quais situações o raio de luz se aproxima ou afasta da normal ao ser refratado. 

c) A foto abaixo mostra o reflexo de árvores na água. Explique como a superfície da água pode exibir tanto reflexão especular como reflexão difusa?

d) Como a refração da luz permite a compreensão do fenômeno natural em que as cores da luz branca emitidas pelo Sol são separadas e projetadas no ar ao atravessar gotas de água suspensas, após uma chuva por exemplo, o famoso arco-íris? 

e) Um sistema de lentes produz a imagem real de um objeto, conforme a figura ao lado. Calcule a distância focal e localize a posição de uma lente que produza o mesmo efeito.

f) Resumidamente, explique como funciona a formação de imagem no olho humano e quais as principais anomalias da visão, incluindo o daltonismo. 

g) No mês de abril de 2020, o telescópio Hubble completou 30 anos e em comemoração NASA, agência espacial americana divulgou duas imagens inéditas de nebulosas localizadas em uma galáxia satélite da Via Láctea, na região de formação de estrelas denominada Grande Nuvem de Magalhães. Após apreciar a imagem, pesquise como funciona um telescópio e como ele produz imagens de objetos tão distantes da Terra.