{"id":72743,"date":"2022-08-02T13:00:00","date_gmt":"2022-08-02T16:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/?p=72743"},"modified":"2024-09-23T14:02:12","modified_gmt":"2024-09-23T17:02:12","slug":"optica-geometrica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/optica-geometrica\/","title":{"rendered":"\u00d3ptica geom\u00e9trica: o que \u00e9, conceitos importantes, f\u00f3rmulas e quest\u00f5es"},"content":{"rendered":"<p>A luz &eacute; o foco do estudo da &oacute;ptica geom&eacute;trica. Nessa ci&ecirc;ncia, os raios luminosos s&atilde;o observados como part&iacute;culas, que admitem um modelo geom&eacute;trico para se propagar no ar.&nbsp;<p>A &oacute;ptica geom&eacute;trica traz explica&ccedil;&otilde;es para diversos fen&ocirc;menos do cotidiano, como a vis&atilde;o que temos de uma m&atilde;o embaixo d&rsquo;&aacute;gua, que geralmente fica maior que o normal. Informa como acontece a reflex&atilde;o da imagem nos espelhos, como elas podem ser aumentadas ou diminu&iacute;das em espelhos convexos ou c&ocirc;ncavos.&nbsp;<\/p><p>Se voc&ecirc; quer saber mais sobre os estudos da &oacute;ptica geom&eacute;trica, com os conceitos mais importantes do assunto, al&eacute;m de ver exemplos de como eles podem aparecer no vestibular, continue a ler este artigo!<\/p><div id=\"ez-toc-container\" class=\"ez-toc-v2_0_76 counter-hierarchy ez-toc-counter ez-toc-transparent ez-toc-container-direction\">\n<div class=\"ez-toc-title-container\"><p class=\"ez-toc-title\" style=\"cursor:inherit\">Navegue pelo conte\u00fado<\/p>\n<\/div><nav><ul class='ez-toc-list ez-toc-list-level-1 ' ><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-1\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/optica-geometrica\/#Conceitos-importantes-da-optica-geometrica\" >Conceitos importantes da &oacute;ptica geom&eacute;trica<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-2\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/optica-geometrica\/#Meios-de-propagacao-da-luz\" >Meios de propaga&ccedil;&atilde;o da luz<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-3\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/optica-geometrica\/#Principios-da-optica-geometrica\" >Princ&iacute;pios da &oacute;ptica geom&eacute;trica<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-4\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/optica-geometrica\/#Fenomenos-opticos\" >Fen&ocirc;menos &oacute;pticos<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-5\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/optica-geometrica\/#Questao-do-Enem-sobre-optica-geometrica\" >Quest&atilde;o do Enem sobre &oacute;ptica geom&eacute;trica<\/a><\/li><li class='ez-toc-page-1 ez-toc-heading-level-2'><a class=\"ez-toc-link ez-toc-heading-6\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/optica-geometrica\/#Estude-mais-sobre-fisica-com-a-Coruja\" >Estude mais sobre f&iacute;sica com a Coruja!<\/a><\/li><\/ul><\/nav><\/div>\n<h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-conceitos-importantes-da-optica-geometrica\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Conceitos-importantes-da-optica-geometrica\"><\/span>Conceitos importantes da &oacute;ptica geom&eacute;trica<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Para estudar a luz como part&iacute;cula, vamos considerar que um raio de luz &eacute; uma trajet&oacute;ria reta por onde a luz vai se propagar, em uma dire&ccedil;&atilde;o e sentido. Geralmente, nos esquemas, eles s&atilde;o representados por setas que partem de um objeto luminoso.<\/p><p>A luz emitida pode ter diferentes origens. Quando a fonte luminosa gera luz em si mesma, como as l&acirc;mpadas e o sol, s&atilde;o denominadas de fontes prim&aacute;rias. Entretanto, alguns corpos de luz transmitem uma luminosidade que n&atilde;o prov&eacute;m deles diretamente, como &eacute; o caso da lua, que apenas reflete a luz recebida do sol.<\/p><p>A ilumina&ccedil;&atilde;o pode ocorrer de duas diferentes formas:<\/p><ul class=\"wp-block-list\">\n<li>A partir de uma fonte pontual, quando apenas um &ldquo;pontinho&rdquo; &eacute; respons&aacute;vel por espalhar a luz para grande &aacute;rea; ou&nbsp;<\/li>\n\n\n\n<li>Por meio de fonte extensa, quando a fonte luminosa &eacute; consideravelmente maior do que o objeto a ser iluminado, por exemplo uma lanterna clareando uma formiga.<\/li>\n<\/ul><p>Um conjunto de raios de luz &eacute; chamado de feixe de luz, termo muito empregado para o estudo da &oacute;ptica geom&eacute;trica.<\/p><p>Quando o feixe luminoso parte de uma fonte pontual, em diversas dire&ccedil;&otilde;es, ele &eacute; chamado de feixe divergente, porque os raios de luz divergem na trajet&oacute;ria.&nbsp;<\/p><p>Entretanto, quando utilizamos um objeto que origina raios luminosos que se concentram em um ponto, entendemos que o trajeto do feixe &eacute; convergente (que se encontra, se une).<\/p><p>Existem tamb&eacute;m os raios paralelos. O principal exemplo s&atilde;o os feixes solares, que chegam &agrave; superf&iacute;cie da Terra paralelos. Observe, no esquema abaixo, uma compara&ccedil;&atilde;o entre essa trajet&oacute;ria de raios luminosos.<\/p><div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh3.googleusercontent.com\/g6pxfG491Wz7O-hlMHp9cfRnpt9LnAlecPQDiJAMI0tbJr1fmKuZWzAOUn40tymJQqN848pNAEJp6lITol7IoCxXLgcUJ-DoYCeL3Abg3CHp1SKEmXWqnnHbsGrjoEzFelDHBVAf1vyzXWZQfHMhV40\" alt=\"raios da &Oacute;ptica geom&eacute;trica\"><figcaption class=\"wp-element-caption\">Imagem: Reprodu&ccedil;&atilde;o\/Wikimedia<br>a &ndash; raios divergentes<br>b &ndash; raios convergentes<br>c &ndash; raios paralelos<\/figcaption><\/figure><\/div><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-meios-de-propagacao-da-luz\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Meios-de-propagacao-da-luz\"><\/span>Meios de propaga&ccedil;&atilde;o da luz<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>A luz pode ser incidida em diferentes meios, que apresentam classifica&ccedil;&otilde;es:<\/p><ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Meios opacos s&atilde;o aqueles que os raios de luz n&atilde;o conseguem atravessar. Imagine, por exemplo, uma madeira maci&ccedil;a, onde ocorre apenas a reflex&atilde;o da luminosidade;<\/li>\n\n\n\n<li>Meios transl&uacute;cidos permitem a passagem de luz, mas parcialmente. Pl&aacute;sticos transparentes, &oacute;culos de sol, janelas coloridas, sacolas pl&aacute;sticas s&atilde;o bons exemplos; e&nbsp;<\/li>\n\n\n\n<li>Meios transparentes s&atilde;o aqueles que permitem a travessia de raios luminosos, com perfeita correspond&ecirc;ncia. Assim, a imagem formada no material &eacute; exatamente igual ao real, o ar e o v&aacute;cuo s&atilde;o os principais modelos.<\/li>\n<\/ul><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-principios-da-optica-geometrica\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Principios-da-optica-geometrica\"><\/span>Princ&iacute;pios da &oacute;ptica geom&eacute;trica<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Para iniciar os estudos sobre &oacute;ptica geom&eacute;trica, vamos conhecer os tr&ecirc;s princ&iacute;pios que regem essa ci&ecirc;ncia.<\/p><ul class=\"wp-block-list\">\n<li><strong>Princ&iacute;pio da propaga&ccedil;&atilde;o retil&iacute;nea dos raios de luz:<\/strong> a luz n&atilde;o faz curva. Todo seu trajeto &eacute; retil&iacute;neo, em meios homog&ecirc;neos e transparentes;<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Princ&iacute;pio da independ&ecirc;ncia dos raios luminosos: <\/strong>quando dois raios de luz se cruzam, um n&atilde;o interfere na trajet&oacute;ria do outro &mdash; cada um segue independentemente seu caminho; e<\/li>\n\n\n\n<li><strong>Princ&iacute;pio da reversibilidade dos raios de luz: <\/strong>o caminho que a luz percorre para ir do ponto A para o ponto B, &eacute; a mesma trajet&oacute;ria que percorrer&aacute; para ir de B at&eacute; A.<\/li>\n<\/ul><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-fenomenos-opticos\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Fenomenos-opticos\"><\/span>Fen&ocirc;menos &oacute;pticos<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-reflexao\">Reflex&atilde;o<\/h3><div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh5.googleusercontent.com\/ac-qswovUJas3rjUNkyM5RFxT7j90jRMXDMbLJ4QjQ9h2ohfW0DJLCrj0C656OZQqbsiPfDi4_LXdeC1__W4ApIgB2Br9-JUAEvgxMVB6btCC5coGu9R1qQo0qQGNGHDLOeOqJxmHUVrdXKecdq9dqA\" alt=\"reflex&atilde;o - &Oacute;ptica geom&eacute;trica\"><figcaption class=\"wp-element-caption\">Imagem: Reprodu&ccedil;&atilde;o\/Wikimedia<\/figcaption><\/figure><\/div><p>A reflex&atilde;o nada mais &eacute; do que os raios luminosos que incidem sobre uma superf&iacute;cie e voltam para o meio de onde vieram, como voc&ecirc; pode observar na representa&ccedil;&atilde;o esquem&aacute;tica acima.<\/p><p>Note que a trajet&oacute;ria do raio de luz depende da reta normal da superf&iacute;cie, marcada em verde. Essa reta &eacute; a perpendicular perfeita para o objeto em quest&atilde;o, e determina o &acirc;ngulo com que o raio luminoso retorna para o meio.<\/p><div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh5.googleusercontent.com\/sIP6d_Mq2EfezwxdVLhtWryBxbfA4iQwlX0GQ0G2N-Ugt6mCfDCxw42Cvlvy3859j7bvHL_xei4wTGpk3pj7zENiyK-n_LkTaQdYQ8IdgTKoJ0qqP24JOFVfYw38CIrrvfbqupbkaqE69tpd-qFoUJ4\" alt=\"reflex&atilde;o difusa\"><\/figure><\/div><p>Quando a superf&iacute;cie &eacute; irregular, os &acirc;ngulos formados s&atilde;o mais aleat&oacute;rios e a imagem formada &eacute; deformada. Voc&ecirc; pode observar esse fen&ocirc;meno ao observar uma &aacute;gua l&iacute;mpida parada, sua imagem na &aacute;gua ser&aacute; perfeita. Entretanto, se algo movimentar a superf&iacute;cie aqu&aacute;tica, formam-se novos &acirc;ngulos e a imagem torna-se irregular.<\/p><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-refracao\">Refra&ccedil;&atilde;o<\/h3><p>O fen&ocirc;meno da <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/refracao\/\" target=\"_blank\">refra&ccedil;&atilde;o<\/a> acontece quando um raio luminoso atravessa uma superf&iacute;cie, partindo de um meio para outro. Por exemplo, do ar para a &aacute;gua (piscina), do ar para o vidro (&oacute;culos), etc.<\/p><p>Depois de completar a travessia, a luz sofre um desvio de sua trajet&oacute;ria. O raio luminoso pode se aproximar mais da reta normal, ou se afastar dela. Tudo isso depende de um conceito f&iacute;sico conhecido como &iacute;ndice de refra&ccedil;&atilde;o (&eta;).&nbsp;<\/p><p>As imagens abaixo abordam a f&oacute;rmula de &eta; e como os desvios acontecem:<\/p><ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Quando a luz atravessa de um meio de maior &eta; para um meio de menor &iacute;ndice de refra&ccedil;&atilde;o, o raio de luz se afasta da normal.<\/li>\n<\/ul><div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-full is-resized\"><img decoding=\"async\" width=\"488\" height=\"444\" src=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/wp-content\/uploads\/2022\/07\/image-5.png\" alt=\"&Oacute;ptica geom&eacute;trica refra&ccedil;&atilde;o\" class=\"wp-image-72746\" style=\"width:426px;height:388px\"><figcaption class=\"wp-element-caption\">Imagem: Reprodu&ccedil;&atilde;o\/Wikimedia<\/figcaption><\/figure><\/div><ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Se a luz est&aacute; partindo de um meio com menor &iacute;ndice de refra&ccedil;&atilde;o do que o &eta;<sub>2<\/sub> para onde est&aacute; indo, sua trajet&oacute;ria se aproxima da reta normal.<\/li>\n<\/ul><div class=\"wp-block-image\">\n<figure class=\"aligncenter size-full\"><img decoding=\"async\" width=\"453\" height=\"430\" src=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/wp-content\/uploads\/2022\/07\/image-6.png\" alt=\"refra&ccedil;&atilde;o \" class=\"wp-image-72747\"><figcaption class=\"wp-element-caption\">Imagem: Reprodu&ccedil;&atilde;o\/Wikimedia<\/figcaption><\/figure><\/div><h3 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-absorcao\">Absor&ccedil;&atilde;o<\/h3><p>Quando a luz n&atilde;o atravessa uma superf&iacute;cie e nem &eacute; refletida por ela, sofrer&aacute; o fen&ocirc;meno de absor&ccedil;&atilde;o. Nesse caso, a energia luminosa ser&aacute; convertida em energia t&eacute;rmica &mdash; por isso que, quando deixamos um objeto exposto &agrave; luz do sol, ele tende a aumentar de temperatura.&nbsp;<\/p><p>Roupas pretas, por exemplo, absorvem muito bem a luminosidade. Em dias claros, isso resultar&aacute; em um grande aumento da temperatura e, por isso, &eacute; de sabedoria popular que devemos evitar o uso de roupas escuras no calor.<\/p><p>Quando vemos um objeto colorido, significa que aquele material absorveu todos os comprimentos de onda e refletiu apenas a cor espec&iacute;fica que reflete, por exemplo vermelho.&nbsp;<\/p><p>Materiais brancos s&atilde;o aqueles que refletem todas as cores ao mesmo tempo e o preto, no lado oposto, &eacute; a cor que absorve todos os espectros luminosos.<\/p><p>+ Veja tamb&eacute;m: <a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/materias\/fisica\/optica\/\" target=\"_blank\">Como cai a &oacute;ptica no Enem<\/a><\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-questao-do-enem-sobre-optica-geometrica\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Questao-do-Enem-sobre-optica-geometrica\"><\/span>Quest&atilde;o do Enem sobre &oacute;ptica geom&eacute;trica<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>(Enem 2017) No hemisf&eacute;rio Sul, o solst&iacute;cio de ver&atilde;o (momento em que os raios solares incidem verticalmente sobre quem se encontra sobre o Tr&oacute;pico de Capric&oacute;rnio) ocorre no dia 21 ou 23 de dezembro. Nessa data, o dia tem o maior per&iacute;odo de presen&ccedil;a de luz solar. A figura mostra a trajet&oacute;ria da luz solar nas proximidades do planeta Terra quando ocorre o fen&ocirc;meno &oacute;ptico que possibilita que o Sol seja visto por mais tempo pelo observador.<\/p><figure class=\"wp-block-image\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/lh6.googleusercontent.com\/e1jAb-hN83AayqmKSOHiAyaA6KQ2l0WwcGWtI9mqE3KhKLW1MLHB2UIGkshtLuwnbWrruHr6XcQyZYpInY6rgydoEHSKGImz99AjFDg_gdInFEf8Qa8ePuupIJ08OTBOfKEr4w1LdwW0j5vlkQPPz2M\" alt=\"Fen&ocirc;meno &oacute;ptico em que o observador v&ecirc; o sol \"><\/figure><p>Qual &eacute; o fen&ocirc;meno &oacute;ptico mostrado na figura?<\/p><p>a)A refra&ccedil;&atilde;o da luz solar ao atravessar camadas de ar com diferentes densidades.<br>b)A polariza&ccedil;&atilde;o da luz solar ao incidir sobre a superf&iacute;cie dos oceanos.<br>c)A reflex&atilde;o da luz solar nas camadas mais altas da ionosfera.<br>d)A difra&ccedil;&atilde;o da luz solar ao contornar a superf&iacute;cie da Terra.<br>e)O espalhamento da luz solar ao atravessar a atmosfera.<\/p><p>Alternativa correta: letra A. Ao atravessar camadas de ar com diferentes densidades, a luz sofrer&aacute; o fen&ocirc;meno de refra&ccedil;&atilde;o, criando a imagem mostrada acima.<\/p><h2 class=\"wp-block-heading\" id=\"h-estude-mais-sobre-fisica-com-a-coruja\"><span class=\"ez-toc-section\" id=\"Estude-mais-sobre-fisica-com-a-Coruja\"><\/span>Estude mais sobre f&iacute;sica com a Coruja!<span class=\"ez-toc-section-end\"><\/span><\/h2><p>Ci&ecirc;ncias da natureza &eacute; uma &aacute;rea do conhecimento que necessita de treinamento para fixar muitos conceitos. Seja sobre a &oacute;ptica geom&eacute;trica da f&iacute;sica, as partes de vegetais na bot&acirc;nica, ou as propriedades de compostos na qu&iacute;mica, o Estrat&eacute;gia Vestibulares pode te ajudar: o<a href=\"https:\/\/vestibulares.estrategiaeducacional.com.br\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\"> Banco de Quest&otilde;es<\/a> abrange todas as disciplinas, com quest&otilde;es de diversas bancas nacionais, com resolu&ccedil;&atilde;o e gabarito!<\/p><p>\n\n\n\n\n\n<a id=\"cta\" class=\"cta-imagem\" href=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/cursos\/\" target=\"blank\">\n                <img decoding=\"async\" width=\"100%\" src=\"https:\/\/vestibulares.estrategia.com\/portal\/wp-content\/uploads\/2021\/12\/EV4.jpg\" alt=\"CTA - Estrat\u00e9gia Vestibulares 4\" title=\"CTA - Estrat\u00e9gia Vestibulares 4\">\n        <\/a>\n\n\n<\/p><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"A luz &eacute; o foco do estudo da &oacute;ptica geom&eacute;trica. 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