O comportamento geométrico da luz nos dar condições de resolvermos alguns problemas através da geometria.
A luz é uma forma de energia radiante, capaz de sensibilizar os olhos e daí nos contempla com a visão, fazendo com que possamos enxergar tudo em nossa volta.
A energia recebida pelo Terra dos raios solares que incidem perpendicularmente é denominada de constante solar Q
A constante solar Q tem um valor de 1,95 cal/min.cm2, que é equivalente a 1360W/m2.
Q=1,95×4,2J/60s. 10-4m2 =1360W/m2
A luz tem um comportamento dual, ou seja, hora ele é vista como uma onda, hora ela é vista como se fosse partículas.
O efeito de onda ou de partícula que ela pode se apresentar diante de nós, depende do experimento que façamos com ela.
A velocidade da radiação solar, ou seja , da luz é de c ≈3,00.105km/s =3,00.108m/s.
Óptica Geométrica
A óptica geométrica está baseada em três princípios, denominados Princípio da Óptica Geométrica.
a) Princípio da independência dos raios de luz
Se dois ou mais raios de luz se cruzarem, cada um segue o seu caminho como se o outro não existisse, ou seja, um raio não interfere na trajetória do outro.
b) Princípio da propagação retilínea da luz. A luz se propaga em linha reta nos meios homogêneos e transparentes.
Um exemplo claro da propagação retilínea da luz é a formação de sombras. É esse comportamento geométrico da luz que provoca a formação de sombras. Diante de uma fonte de luz, puntiforme, se você colocar um objeto entre a fonte e um anteparo, este produzirá um sombra projetada no anteparo, que é a ausência de luz, no caso, da fonte puntiforme que ao tangenciar o contorno do objeto projeta a parte sem luz ( sombra).
A fonte é dita pontual ou puntiforme, quando o tamanho da fonte é desprezível em relação ao ambiente em sua volta.
No caso da fonte de luz que sai do celular, na foto abaixo, e projeta a sombra da mão é uma fonte pontual (puntiforme).
Veja agora a foto da sombra projetada de uma mão iluminada por uma fonte extensa. Há formação de penumbra.
A penumbra é formada por conta de que nessa região do anteparo recebe luz parcial da fonte extensa, aparecendo uma sombra bem de leve .
c) Princípio da reversibilidade.
A trajetória de um raio de luz quando sai de um ponto A para um ponto B é a mesma quando sai do ponto B para o ponto A, ou seja, troca de sentido mas não de percurso.
DESAFIO
Vamos deixar um desafio para você!! Usando o seu conhecimento de óptica geométrica, um espelho e um apontador laser simples e uma fita métrica, como você determinaria a altura de uma sala , ou seja , altura do piso ao teto usando apenas esses instrumentos?
Exercício
Para determinar a altura de um prédio uma pessoa mediu, simultaneamente, a sombra de uma haste de madeira e sombra e a do prédio. Sabendo-se que a altura dessa haste era de 2,0m e o tamanho da sombra da haste e a do prédio eram respectivamente 2,5m e 15m, qual a altura do prédio?
Solução
Vemos que os triângulos formados pelos raio de luz que tangencia o topo do prédio e a haste, respectivamente, formam triângulos semelhantes e, portanto, a resolução se faz relacionando os respectivos lados.
