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Integrantes:

Beatriz Belila Carbone;

Giovani Diniz Martinelli;

Gustavo de Abreu Ribeiro;

Nathan Vilela da Silva;

Raphaela Albuquerque de Jesus;

Wagner Mariano Vaz Junior.

Curso:

2°ano de edificações

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A ótica geométrica é uma área da física que estuda o comportamento da luz e os fenômenos relacionados a ela. Ela estuda, principalmente, as formas de propagação da luz, os tipos de meio de propagação da luz, os tipos de fonte de emissão de luz e alguns fenômenos luminosos, como a refração, reflexão e absorção da luz.

A óptica geométrica é fundamentada em três princípios:

princípio da propagação retilínea da luz (a luz viaja em linha reta em meios homogêneos);

princípio da reversibilidade dos raios de luz (a trajetória da luz é reversível);

princípio da independência dos raios de luz (os raios se cruzam sem interferir entre si).

Seus principais fenômenos são:

Reflexão: A reflexão ocorre quando a luz incide sobre uma superfície e retorna ao meio de origem. Esse fenômeno é governado pela lei da reflexão, que afirma que o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.

A fórmula da refração é dada por i = r, onde i é o ângulo de incidência e r o ângulo de reflexão.

Refração: A refração é o fenômeno de mudança de direção da luz ao passar de um meio para outro com densidade diferente, o que altera sua velocidade.

Sua fórmula é dada por: n1.sen(i)=n2.sen(r), onde n1 e n2 são os indicies de refração dos meios, i é o ângulo de incidência e r é o ângulo de refração.

Associação de espelhos planos:

Para calcularmos o número de imagens formadas por dois espelhos planos dispostos com um ângulo delta entre eles utilizamos a seguinte fórmula:

n=360°/α-1, onde n é o número de imagens e α o ângulo de abertura entre os espelhos.

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A luz, na ótica geométrica, tem um comportamento fascinante e previsível. Por exemplo, ela sempre se move em linha reta quando atravessa meios transparentes e uniformes, como o ar ou a água. É essa característica que explica a formação de sombras bem definidas ou como conseguimos prever o trajeto dos raios de luz em situações simples.

Outro aspecto interessante é a reflexão. Quando a luz atinge uma superfície lisa, como um espelho, ela "volta" para o ambiente de onde veio, sempre no mesmo ângulo com que chegou. É graças a isso que vemos nossa imagem refletida em um espelho de forma tão precisa.

A refração, por sua vez, é aquele fenômeno que você já deve ter notado ao olhar para um canudo dentro de um copo d'água e vê-lo "quebrado". Isso acontece porque, ao mudar de meio (do ar para a água, por exemplo), a luz diminui ou aumenta sua velocidade, alterando levemente sua direção.

A luz também pode se decompor em várias cores, como ocorre em um arco-íris. Esse fenômeno, chamado de dispersão, acontece porque cada cor da luz viaja de forma diferente ao atravessar certos materiais, como um prisma, resultando naquele espetáculo colorido que tanto admiramos.

Por fim, a luz interage de forma variada com os objetos ao seu redor. Em algumas situações, ela é parcialmente absorvida, transformando-se em calor, enquanto em outras ela atravessa o material quase completamente, como acontece ao passar por um vidro transparente. É por isso que conseguimos iluminar um ambiente sem obstáculos, mas ainda sentimos o calor do sol em um dia ensolarado.

Essas características são fundamentais para entendermos tanto os fenômenos do dia a dia quanto a construção de instrumentos ópticos, como lentes e espelhos.

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Os meios de propagação da luz afetam sua velocidade, direção e intensidade, sendo dividido em três categorias:

Os Meios Transparentes: permitem a passagem da luz sem dispersão significativa, o que possibilita a formação de imagens nítidas.

Os Meios Translúcidos: permitem a passagem parcial da luz, mas dispersam-na, formando imagens borradas ou difusas.

Os Meios Opacos: bloqueiam a passagem da luz, assim não sendo possível observar o que está atrás deles, formando sombra (ausência de luz).

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Nosso experimento consiste em facilitar a compreensão dos conceitos de:

Reflexão da luz;

Associação de espelhos planos;

Simetria e formação de imagens.

O objetivo do experimento é entender e visualizar, de forma prática, como:

A variação do ângulo entre espelhos planos influencia o número de imagens formadas. Isso permite explorar conceitos matemáticos e físicos da ótica geométrica.

A relação entre o movimento do espelho móvel e a posição das imagens nos ajuda a compreender o comportamento da luz em sistemas de reflexão múltipla.

A simetria gerada entre os espelhos afeta a localização e a disposição das imagens, o que tem aplicações práticas em sistemas ópticos, como caleidoscópios ou sistemas de mapeamento óptico.

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Os materiais utilizados para realização do experimento seguem em ordem, respectivamente:

1x espelho fixo

1x espelho móvel

1x objeto de escolha (tijolo da FEICON em nosso caso)

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De acordo com o experimento, chegamos a resultados conclusivos sobre como a luz se propaga quando em contato com duas superfícies refletoras:

Quando os raios de luz transitam entre si, não afeta suas trajetórias, portanto imagem se mantem nítida;

Os espelhos em conjunto mudam a trajetória do meio de propagação, assim formando uma ilusão de que há mais de um tijolo.

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Após realizar o experimento com espelhos, podemos concluir que:

A formação de imagens nos espelhos segue as leis da reflexão, confirmando que o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão. O posicionamento e a orientação dos espelhos determinam o comportamento dos raios de luz e, consequentemente, o número e a posição das imagens formadas.

O ângulo entre os espelhos influencia diretamente o número de imagens observadas. À medida que diminuímos o ângulo (α) entre os espelhos, o número de imagens aumenta. Isso demonstra na prática a relação matemática dada pela fórmula: n=360°/α-1

A simetria do sistema de espelhos afeta a disposição das imagens. Quando o ângulo muda, as reflexões sucessivas reorientam as imagens, criando padrões específicos. Esse princípio é fundamental para entender aplicações como os caleidoscópios e dispositivos de reflexão múltipla.

Para ângulos pequenos, as imagens podem se sobrepor ou parecer "infinitas" (como no caso de espelhos quase paralelos). Esse efeito nos ajuda a compreender fenômenos de reflexão em sistemas óticos mais complexos.

O experimento reforça a importância da ótica geométrica no estudo do comportamento da luz. Ele demonstra, de maneira prática, como conceitos abstratos podem ser visualizados e aplicados em sistemas ópticos do cotidiano.

Em resumo, o experimento permite uma compreensão mais profunda sobre as propriedades de reflexão e formação de imagens, mostrando a relação entre as leis físicas e sua manifestação prática no comportamento da luz em sistemas de espelhos.

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https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/optica-geometrica.htm

https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/meios-propagacao-luz.htm

https://pt.m.wikipedia.org/wiki/Luz#:~:text=As%20propriedades%20prim%C3%A1rias%20da%20luz,das%20constantes%20fundamentais%20da%20natureza

https://brasilescola.uol.com.br/fisica/instrumentos-opticos.htm

https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/optica-geometrica.htm#:~:text=%C3%93ptica%20Geom%C3%A9trica%20%C3%A9%20a%20%C3%A1rea%20da%20F%C3%ADsica%20que%20tem%20como,a%20luz%20atinge%20as%20superf%C3%ADcies

https://blog.stoodi.com.br/blog/fisica/optica-o-que-e/

HELERBROCK, Rafael. "Luz"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/luz.htm. Acesso em 20 de novembro de 2024.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Ótica e Física Moderna. 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2009.