Os Fundamentos da Física

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Em 1660, Robert Hooke (1635-1703) publicou uma teoria ondulatória da luz. Christiaan Huygens (1629-1695) trabalhou em sua própria teoria da luz a partir de 1678 e publicou seu Tratado Sobre a Luz em 1690. Ele propôs que a luz era emitida em todas as direções como uma série de ondas em um meio chamado "éter luminífero". Como, as ondas não são afetadas pela gravidade, ele assumiu (corretamente) que elas reduziam a velocidade ao atravessar um meio mais denso.

A teoria ondulatória predizia que as ondas de luz poderiam interferir umas com as outras, como o fazem as ondas sonoras - isso foi comprovado em 1800 por Thomas Young (1773-1829) - e que a luz poderia ser polarizada. Young mostrou que a luz se comportava como ondas. Ele também propôs que diferentes comprimentos de ondas eram por nós percebidos como diferentes cores e explicou a visão em cores em termos de receptores para as três cores primárias existentes nos nossos olhos.

Em 1845, Michael Faraday (1791-1867) descobriu que o ângulo de polarização de um feixe de luz podia ser alterado por um campo magnético, um efeito chamado hoje de rotação Faraday. Esta foi a 1ª evidência da relação da luz com o magnetismo. Faraday propôs em 1847 que a luz era uma vibração eletromagnética de alta frequência, que podia propagar-se mesmo na ausência de um meio. Inspirado pelo trabalho de Faraday, James Clerk Maxwell (1831-1879) estudou a radiação eletromagnética e a luz. Ele deduziu teoricamente que as ondas eletromagnéticas se propagam no espaço vazio em velocidade constante. O valor teórico deduzido coincidiu com a velocidade da luz previamente medida. A partir disto, Maxwell concluiu que a luz era uma forma de radiação eletromagnética. Ele publicou isto em 1872. No ano seguinte, ele publicou seu "Tratado de Eletricidade e Magnetismo", que continha uma descrição matemática completa dos campos elétrico e magnético, hoje conhecida com Equações de Maxwell. Um pouco depois, Heinrich Hertz (1857-1894) confirmou experimentalmente a teoria de Maxwell, gereando e detectando ondas de rádio em laboratório e mostrando que elas se comportavam como a luz visível, exibindo propriedades como reflexão, refração, difração e interferência. A teoria de Maxwell e os experimentos de Hertz levaram ao desenvolvimento do radio, radar, televisão, imagem eletromagnética, e comunicação.

- INSTRUMENTOS OPTICOS

Os instrumentos ópticos são equipamentos construidos que servem para permitir, facilitar ou aperfeiçoar a visualização de determinados objetos, que vão desde seres minúsculos, como alguns tipos de bactérias, até enormes planetas e estrelas.

As peças fundamentais que compõem a maioria dos instrumentos ópticos são os espelhos e lentes.

Existe uma infinidade de instrumentos ópticos, tais como: microscópio, telescópio, projetores, lupa, câmera fotográfica, óculos, lentes etc.

Os diversos instrumentos ópticos estão intimamente ligados às nossas vidas. Através de recursos simples, foram capazes de revolucionar a humanidade, ajudando os homens na busca de suas origem ou de um aprimoramento científico.

A lupa é o instrumento óptico mais simples. É formado por uma lente convergente que produz uma imagem virtual e ampliada de um objeto.

O microscopio é um instrumento óptico utilizado para observar regiões minúsculas cujos detalhes não podem ser distinguidos a olho nu.

- IMAGEM DE UM OBJETO EXTENSO

Teoria: Ao falarmos sobre reflexão da luz, mostramos como esse fenômeno podia se manifestar de maneira regular e ou difusa. Como foi dito naquele artigo, a reflexão difusa é responsável pelo fato de enxergarmos os objetos a nossa volta e a reflexão regular é aquela que ocorre principalmente quando a luz incide em uma superfície polida.

Aplicação na vida cotidiana: nós estamos acostumados a utilizar espelhos planos em nossa casa, mas o nosso cotidiano esta repleto de situações nas quais fazemos uso dos espelhos esféricos.

Os dentistas, para poderem enxergar melhor os dentes de seus pacientes utilizam espelhos esféricos.

Os espelhos utilizados nos retrovisores dos automóveis e nos elevadores e lojas.

- EQUAÇÃO DO ESPELHO ESFÉRICO

Determinação de imagens

Analisando objetos diante de um espelho esférico, em posição perpendicular ao eixo principal do espelho podemos chegar a algumas conclusões importantes.

Um objeto pode ser real ou virtual. No caso dos espelhos, dizemos que o objeto é virtual se ele se encontra “atrás” do espelho. No caso de espelhos esféricos a imagem de um objeto pode ser maior, menor ou igualao tamanho do objeto. A imagem pode ainda aparecer invertida em relação ao objeto. Se não houver sua inversão dizemos que ela é direita.

Equação fundamental dos espelhos esféricos

[pic 3]

Dadas a distância focal e posição do objeto é possível determinar, analiticamente, a posição da imagem. Através da equação de Gauss, que é expressa por:

[pic 4]

Cor e frequência

No intervalo do espectro eletromagnético que corresponde à luz visível, cada frequência equivale à sensação de uma cor.

Cor

Comprimento de onda

([pic 5] = [pic 6])

Frequência

([pic 7])

Violeta

3900 – 4500

7,69 – 6,65

Anil

4500 – 4550

5,65 – 6,59

Azul

4550 – 4920

6,59 – 6,10

Verde

4920 – 5770

6,10 – 5,20

Amarelo

5770