CAPÍTULO

10 Luz

Analise a tira a seguir.

CEDRAZ, Antônio Luiz Ramos. 1000 tiras em quadrinhos da Turma do Xaxado. Salvador: Editora e Estúdio Cedraz, 2009. p. 51.

Questão 1. Descreva a situação representada na tira.

Resposta: Na situação representada na tira, o personagem solicita ao desenhista que pinte o céu de preto e troque o Sol pela Lua, representando a noite, para que ele possa voltar a dormir.

Questão 2. Qual fonte de luz ilumina o ambiente no segundo e no terceiro quadrinhos?

Resposta: O Sol.

Questão 3. De que maneira, geralmente, iluminamos os ambientes no período noturno?

Resposta: Os ambientes podem ser iluminados por lâmpadas elétricas, velas, lamparinas, entre outros equipamentos que emitem luz.

Você já pensou no quanto a luz é importante e como ela influencia as suas atividades cotidianas? Geralmente, só percebemos isso no período noturno, quando falta energia elétrica ou ficamos sem iluminação.

A luz solar, por exemplo, é essencial para a vida na Terra, pois as plantas utilizam a energia proveniente do Sol para realizar a fotossíntese. A luz também é necessária para que possamos cumprir diversos afazeres. Um dos fatores que nos permitem enxergar o que está ao nosso redor é a existência de uma iluminação adequada do ambiente em que estamos, seja ela fornecida pelo Sol, seja por outras fontes de luz.

A luz é um componente do ambiente importante para o ser humano. Algumas civilizações antigas, como a Inca e a Asteca, acreditavam que o Sol era um deus, devido à importância da luz solar para o plantio, para o desenvolvimento das plantas e para a colheita. O calendário asteca, por exemplo, tem o deus Sol representado ao centro.

Desde a Antiguidade, vários cientistas se dedicaram a estudar os fenômenos relacionados à luz e à sua natureza. Em 1672, o físico e matemático inglês Isaac Newton (1643-1727) propôs um modelo para explicar a natureza da luz e alguns fenômenos relacionados a ela. Ele foi apresentado por Newton no tratado Óptica, publicado em 1704. Nessa obra, a luz foi definida como um fluxo de partículas.

Na época, o modelo de Newton gerou grandes debates científicos em relação à natureza da luz, pois ele a descrevia de forma diferente do modelo proposto em 1678 pelo físico e matemático holandês Christiaan Huygens (1629-1695). Em sua obra Tratado da luz, Huygens afirmava que a luz se comportava como uma série de ondas que se propagam. Assim, o modelo proposto por ele relacionava a luz ao movimento oscilatório de ondas.

Apesar de os modelos de Newton e de Huygens serem adequados aos experimentos propostos na época, para a comunidade científica, apenas um modelo deveria ser aceito.

No decorrer do século XIX, alguns experimentos relacionados à propagação e à interação da luz com objetos apresentaram resultados que não se enquadravam no modelo de Newton, mas que eram explicados satisfatoriamente com o modelo oscilatório, proposto por Huygens. Esse fato reavivou a discussão sobre a natureza da luz.

A partir de 1820, alguns cientistas iniciaram o estudo do eletromagnetismo, desencadeando uma série de experimentos que investigavam a interação entre fenômenos magnéticos e elétricos. Em seus estudos relacionados a esses fenômenos, o físico e matemático escocês James Clerk Maxwell (1831-1879) concluiu que a luz visível é uma onda eletromagnética, provocando uma mudança radical no modelo aceito para a natureza da luz. Maxwell ainda comprovou que a velocidade de propagação da luz no vácuo tem valor próximo a $300.000.000\text{m/s}$.

Propriedades da luz visível

Analise a foto a seguir.

Questão 4. Analisando os feixes luminosos na imagem, o que você pode afirmar quanto à propagação da luz? Justifique sua resposta.

Resposta: Espera-se que os alunos respondam que, ao analisar os feixes luminosos, podemos perceber que a luz se propaga em linha reta.

Quando percebemos a luz solar passando por espaços entre as nuvens, como na foto anterior, por espaços entre as folhas de uma árvore ou por uma fresta, por exemplo, podemos perceber que ela se propaga em linha reta e em todas as direções.

Devido a essa propriedade da luz, é possível representar a trajetória da luz emitida por uma fonte usando linhas retas orientadas, denominadas raios luminosos ou raios de luz, que indicam a direção e o sentido de propagação da luz. Um conjunto de raios luminosos é denominado feixe de luz, o qual pode ser classificado, de acordo com suas características, em divergente, convergente ou paralelo.

O feixe divergente é aquele no qual os raios luminosos se propagam afastando-se uns dos outros. Em algumas lanternas, a luz emitida atravessa uma lente que produz um feixe de luz divergente.

Feixe de luz emitido por uma lanterna acesa (imagem A) e representação do feixe de luz divergente emitido por essa lanterna (imagem B).

Fonte de pesquisa das ilustrações: TIPLER, Paul A.; MOSCA, Gene. Física para cientistas e engenheiros: eletricidade e magnetismo, óptica. Rio de Janeiro: LTC, 2009. v. 2. p. 410-411.

O feixe convergente é aquele no qual os raios luminosos se propagam em direção a um mesmo ponto. Na foto a seguir, após atravessar a lente, o feixe de luz convergiu para determinado ponto. Analise.

Feixe de luz após atravessar a lente de uma lupa (imagem C) e representação do feixe de luz convergente gerado após atravessar essa lente (imagem D).

O feixe paralelo é aquele no qual os raios luminosos se propagam paralelamente uns aos outros.

Feixe de luz emitido por holofotes em um palco (imagem E) e representação do feixe de luz paralelo emitido por um dos holofotes (imagem F).

A luz e os objetos

Analise a foto a seguir.

Questão 5. Qual vidro (A ou B) permite visualizar com mais detalhes o que está atrás dele?

Resposta: Vidro A.

Questão 6. É possível perceber os pés da cadeira atrás da mesa (C)? Por quê?

Resposta: Espera-se que os alunos respondam que não, porque o material que constitui a mesa não permite que a luz o atravesse.

Em nosso cotidiano, podemos perceber que os materiais interagem de diferentes maneiras com a luz. De acordo com o comportamento da luz ao incidir sobre os materiais, podemos classificá-los como transparentes, translúcidos ou opacos. Analise a seguir as fotos de um objeto posicionado atrás de diferentes materiais.

Apontador de lápis atrás de uma porta de vidro transparente (imagem 1), atrás de uma porta de vidro jateado (imagem 2) e parcialmente atrás de uma porta de madeira (imagem 3).

1. Os materiais transparentes permitem a passagem da luz, que incide sobre eles possibilitando que enxerguemos nitidamente objetos atrás deles. Alguns tipos de vidro e de plástico são transparentes.

2. Os materiais translúcidos permitem a passagem difusa ou parcial da luz através deles, impedindo que enxerguemos com nitidez o que há atrás deles. Vidros jateados, fumês ou canelados são exemplos de materiais translúcidos.

3. Os materiais opacos não permitem a passagem da luz e através deles não conseguimos enxergar objetos. Corpos de madeira, de concreto e de metal são exemplos de materiais opacos.

Quando a luz interage com um objeto opaco, por exemplo, parte da luz que incide sobre ele sofre absorção e outra parte sofre reflexão. A luz absorvida pode aquecer o material da superfície. Analise na imagem a seguir a interação de um feixe luminoso com uma superfície opaca.

Fonte de pesquisa: TREFIL, James; HAZEN, Robert M. Física viva: uma introdução à física conceitual. Tradução: Ronaldo S. de Biasi. Rio de Janeiro: LTC, 2006. v. 2. p. 134.

Analise a foto a seguir.

Ao analisar a imagem do lápis, você deve ter percebido que ele aparenta estar torto. Esse efeito é resultado da interação da luz com os materiais. Nos objetos transparentes ou translúcidos, parte da luz atravessa o objeto e sofre refração. Esse fenômeno se caracteriza pela variação da velocidade da luz quando ela passa de um meio para outro, podendo ser acompanhado por um desvio na trajetória da luz. Por causa da refração, enxergamos a parte do lápis que está mergulhada na água em uma posição diferente da real e mais larga do que ele é, dando a impressão que ele está torto.

Atividades

Faça as atividades no caderno.

1. Analise as situações a seguir e responda às questões em seu caderno.

a) O que são fontes de luz?

Resposta: Fontes de luz são corpos que emitem ondas eletromagnéticas na faixa do espectro de luz visível.

b) Quais são as diferenças entre os dois ambientes apresentados nas situações A e B e as fontes de luz utilizadas em cada uma delas?

Resposta: Na situação A, o ambiente está bem iluminado pela fonte de luz lâmpada elétrica. Já na situação B, esse mesmo ambiente está pouco iluminado, e a fonte de luz é a vela acesa.

2. Converse com um colega sobre a importância da luz na realização de suas atividades diárias. Anotem no caderno algumas das suas conclusões e, em seguida, compartilhem com seus colegas.

Resposta nas orientações ao professor.

3. Em seu caderno, substitua corretamente as letras A, B, C e D, em destaque no texto, pelas palavras a seguir.

divergente

paralelo

convergente

feixe

a) O conjunto dos raios luminosos é chamado A de luz. Quando os raios de luz se propagam paralelamente uns aos outros, dizemos que o feixe de luz é B. Se os raios luminosos se propagam afastando-se uns dos outros, dizemos que o feixe de luz é C. Já no caso de os raios luminosos se propagarem em direção a um mesmo ponto, o feixe de luz é chamado D.

Resposta: A – feixe; B – paralelo; C – divergente; D – convergente.

4. Leia o trecho de reportagem e o texto a seguir.

Diferentemente do que muitas pessoas pensam, as atitudes que visam prevenir contra o câncer de pele devem ser constantes, ao longo de todo o ano. Isso porque a incidência dos raios UVA e UVB ocorre em todas as estações do ano, e não apenas no verão.

a) Cite alguns cuidados que são fundamentais para nos protegermos contra a ação danosa dos raios ultravioleta e prevenir o câncer de pele.

Resposta nas orientações ao professor.

b) Faça uma pesquisa sobre como o protetor solar atua na proteção da pele contra a ação danosa dos raios ultravioleta, relacionando essa pesquisa com os conteúdos estudados neste capítulo. Comente com seus colegas o resultado de sua pesquisa.

Resposta nas orientações ao professor.

5. Por meio de esquemas, represente, em seu caderno a interação da luz com os diferentes tipos de materiais apresentados a seguir.

a) Material transparente.

b) Material translúcido.

c) Material opaco.

Respostas nas orientações ao professor.

6. Uma lenda grega narra a história de um jovem chamado Narciso, que passava horas admirando a própria imagem na água. Na tentativa de alcançar essa imagem, Narciso caiu no corpo de água e se afogou. Nesse local, nasceu uma flor que levou o seu nome.

Em uma de suas pinturas, o pintor italiano Michelangelo Merisi (1571-1610), que assinava suas obras como Caravaggio, retratou a admiração de Narciso à sua beleza. Analise a pintura e, em seguida, responda às questões no caderno.

a) Qual tipo de fenômeno permitia que Narciso observasse sua imagem nas águas, como mostra a pintura?

Resposta: A reflexão da luz.

b) Explique como ocorre o fenômeno que você citou no item a.

Resposta nas orientações ao professor.

Decomposição da luz visível

Analise a imagem a seguir.

Questão 7. Você já viu o fenômeno retratado na foto? Que nome ele recebe? Registre sua resposta no caderno.

Resposta pessoal. Espera-se que os alunos respondam que o fenômeno é conhecido como arco-íris.

Questão 8. Explique, com suas palavras, como ocorre esse fenômeno.

Resposta pessoal. Espera-se que os alunos respondam que, quando a luz emitida pelo Sol incide nas gotas de água suspensas na atmosfera, ela sofre refração, ocasionando sua dispersão. Assim, após atravessar a gota de água, a luz é decomposta em suas cores componentes, as quais são vistas na composição do arco-íris.

Nos diversos estudos dos fenômenos relacionados à luz, muitos cientistas perceberam que, em alguns casos, um feixe de luz branca se transformava em um feixe de luz com as cores distintas, semelhantes ao arco-íris. Isso ocorria quando o feixe de luz branca atravessava alguns materiais transparentes. Com isso, ao longo do tempo, várias explicações sobre esse fenômeno foram elaboradas.

O filósofo francês René Descartes (1596-1650) afirmava que a luz seria composta de partículas de éter^✚ que girariam em torno de si mesmas e se deslocariam em linha reta. No modelo proposto por Descartes, as partículas de éter que formariam a luz, refratada ou refletida, sofreriam uma alteração em sua rotação, e, por isso, enxergaríamos essa luz com cores variadas.

Glossário

Como citado anteriormente, Isaac Newton também pesquisou profundamente sobre a refração e a decomposição da luz. Em seu experimento mais conhecido, ele escureceu um ambiente permitindo que apenas um feixe de luz solar – exemplo de luz branca – entrasse no local. Utilizando um prisma de vidro com base triangular, Newton observou que a luz solar se decompunha em várias cores ao atravessar o prisma.

Em outro experimento, Newton direcionou para uma lente convergente a luz decomposta pelo prisma. Como resultado, as diferentes cores de luz se recombinaram e formaram luz branca.

Por meio desses experimentos, Newton concluiu que as diferentes cores observadas formavam a luz branca e que isso não se tratava de alterações de rotações de suas partículas, como Descartes havia sugerido.

A explicação para o surgimento das diferentes cores, após a luz branca incidir no prisma transparente, é que, ao atravessar esse objeto, o feixe de luz branca tem a sua velocidade alterada, sofrendo o fenômeno da refração. Durante a refração, as cores que compõem a luz branca são separadas, pois cada uma delas tem uma velocidade diferente no interior do vidro do prisma. Esse fenômeno de separação da luz branca em suas cores componentes é chamado decomposição.

Apesar de a luz branca ser composta por uma grande variedade de cores, quando ocorre sua decomposição, geralmente conseguimos distinguir sete faixas de cores: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta. Analise a imagem a seguir.

A composição da luz branca também está relacionada com a cor que enxergamos nos objetos. Isso porque, quando a luz incide sobre eles, a reflexão e a absorção da luz ocorrem simultaneamente. Dessa forma, as cores que vemos nos objetos correspondem às cores da luz visível que foram refletidas por eles. Por exemplo, a folha verde de uma planta é vista com essa cor porque reflete a luz verde e absorve o restante das cores da luz branca.

Para entendermos melhor a respeito das cores dos objetos que enxergamos, analise o exemplo a seguir.

Considere que um carrinho com as cores vermelha, preta e branca, é iluminado com luz branca.

A. Enxergamos a parte do carrinho na cor branca porque, nessa região, ocorre a reflexão de todas as cores do espectro visível.

B. Enxergamos a parte do carrinho na cor preta porque, nessa região, ocorre a absorção de todas as cores do espectro visível.

C. Enxergamos a parte do carrinho na cor vermelha porque, nessa região, ocorrem a reflexão do componente vermelho do espectro de luz visível e a absorção dos outros componentes da luz visível.

Laser

O primeiro laser foi desenvolvido em 1960 pelo físico estadunidense Theodore Maiman (1927-2007). O termo laser é uma abreviação da expressão em inglês light amplification by stimulated emission of radiation, que significa amplificação da luz por emissão estimulada de radiação.

A luz emitida pelo laser tem diversas características que a diferem das demais fontes de luz. Por exemplo, ela é monocromática, ou seja, tem apenas uma cor, que é definida pela frequência da onda eletromagnética. Além disso, a luz emitida pelo laser é caracterizada por ter feixe de luz coerente^✚ e colimado^✚, o que a torna altamente precisa e lhe permite percorrer longas distâncias sem que ocorra espalhamento.

Coerente:

no sentido do texto, refere-se a um feixe de luz com ondas idênticas, no qual as cristas e os vales se propagam juntos, reforçando seus efeitos.^↰

Colimado:

diz-se do feixe de raios luminosos que se propagam paralelamente. ^↰

As características citadas anteriormente garantem que a luz emitida pelo laser tenha alta concentração de energia em pequenas regiões. Isso possibilita seu uso em diversas áreas. Leia a seguir algumas aplicações do laser.

• Em indústrias, o laser pode ser usado para furar e/ou cortar peças.
• Em tratamentos dentários, o uso do laser tem apresentado grande eficácia, tanto na estética quanto na saúde bucal.

• Na Medicina, por meio de equipamentos que utilizam laser, faz-se, por exemplo, reparação tecidual, redução de edema, tratamento de paralisia facial, de dores na articulação da mandíbula, cárie, entre outros procedimentos.
• Na Dermatologia, equipamentos a laser são utilizados em diversos tratamentos, como na retirada de verrugas, na eliminação de acne, no clareamento de manchas e no tratamento de feridas e cicatrizes.
• Em bancos e estabelecimentos comerciais, os leitores de códigos de barras utilizados em pagamentos de faturas e na conferência dos preços dos produtos utilizam o laser.

Em cirurgias corretivas de visão, o laser é aplicado para remodelar a córnea com o intuito de alterar o local onde a imagem é produzida. Com isso, corrigem-se alguns problemas de visão.

A oftalmologista estadunidense Patricia Bath (1942-2019), além de ser a primeira mulher negra a concluir a residência em Oftalmologia e a obter uma patente médica, foi uma das pioneiras no uso do laser na Oftalmologia. Patricia inventou a sonda Laserphaco (abreviação em inglês para cirurgia de catarata fotossensível a laser) para tratar catarata, permitindo que as cirurgias fossem menos dolorosas e realizadas com cortes menores.

Atividades

Faça as atividades no caderno.

1. As fotos a seguir mostram objetos coloridos sendo iluminados com luz branca (foto A) e com luz vermelha (foto B). Analise-as.

a) De que cor você enxerga a mesa e o objeto vermelho em cada situação? Em sua opinião, por que isso acontece?

Resposta nas orientações ao professor.

b) Por que o objeto que aparece azul na foto A é visto com cor preta na foto B? Como você explica essa diferença?

Resposta nas orientações ao professor.

c) O que você pode concluir a respeito da cor da luz que incide em objetos e as cores com que os enxergamos?

Resposta nas orientações ao professor.

2. De acordo com a Cartilha do Consumidor, elaborada pelo Departamento de Proteção e Defesa do Consumidor (DPDC), é proibido o uso de lâmpadas vermelhas e verdes nas vitrines de exposição de carnes em supermercados e açougues.

a) O que acontece com o aspecto da carne se, nas vitrines de exposição, as lâmpadas de luz branca forem substituídas por lâmpadas de luz vermelha?

Resposta: Ao substituir as lâmpadas de luz branca por lâmpadas de luz vermelha, as carnes parecem ser mais vermelhas do que realmente são. Nesse caso, elas ganharam aspecto de carne fresca, mesmo que não sejam.

b) De acordo com o que você estudou sobre a luz, explique por que essa prática é proibida.

Resposta pessoal. Essa prática é proibida porque o consumidor não estaria vendo o aspecto real da carne.

c) Que aspecto você imagina que teria a carne bovina se as lâmpadas de luz branca fossem substituídas por lâmpadas de luz verde?

Resposta pessoal. Espera-se que os alunos respondam que, ao substituir as lâmpadas de luz branca por lâmpadas de luz verde, as carnes ficariam mais escuras do que seu aspecto real. Nesse caso, elas teriam aspecto característico de carnes impróprias para o consumo.

Instrumentos ópticos

O funcionamento de alguns instrumentos ópticos está relacionado com a reflexão e a refração da luz. Vamos conhecer alguns desses instrumentos a seguir.

Espelhos

O espelho é um dos instrumentos ópticos mais utilizados em nosso cotidiano, e seu funcionamento se baseia na reflexão dos raios de luz.

No fenômeno da reflexão, a luz que incide sobre uma superfície retorna para o meio de onde foi emitida, obedecendo à lei da reflexão, que vale para qualquer tipo de reflexão. De acordo com essa lei, os raios incidente e refletido estão no mesmo plano, e o ângulo de reflexão $\left(\hat{r}\right)$ é igual ao ângulo de incidência $\left(\hat{i}\right)$. Esses ângulos são medidos em relação à reta normal, a qual deve ser traçada perpendicularmente ao plano que contém o ponto de incidência. Analise as imagens a seguir.

Representações dos ângulos de incidência e de reflexão da luz que incide em superfície plana (imagem A) e em superfície irregular (imagem B).

Quando um raio de luz incide sobre uma superfície (imagens A e B) com determinado ângulo de incidência em relação a uma reta normal à superfície $\left(N\right)$, esse raio será refletido com um ângulo de reflexão, em relação à reta normal igual ao ângulo de incidência.

Mesmo a superfície sendo irregular (imagem B), podemos perceber que a lei da reflexão se aplica a cada um dos raios incidentes (1 e 2).

Fonte de pesquisa: TREFIL, James; HAZEN, Robert M. Física viva: uma introdução à física conceitual. Tradução: Ronaldo S. de Biasi. Rio de Janeiro: LTC, 2006. v. 2. p. 134.

Podemos classificar a reflexão da luz de duas maneiras. Quando um feixe luminoso com raios paralelos incide sobre uma superfície irregular opaca ou translúcida, os raios luminosos são refletidos de maneira desordenada. Esse fenômeno é conhecido como reflexão difusa e nos permite observar os objetos iluminados em nosso cotidiano.

Analise a imagem a seguir.

Fonte de pesquisa: TREFIL, James; HAZEN, Robert M. Física viva: uma introdução à física conceitual. Tradução: Ronaldo S. de Biasi. Rio de Janeiro: LTC, 2006. v. 2. p. 134.

Quando um feixe luminoso com raios paralelos incide sobre uma superfície plana, lisa e polida, eles serão refletidos paralelamente, isto é, mantendo a organização inicial. Esse fenômeno é conhecido como reflexão regular. Analise a imagem a seguir.

Fonte de pesquisa: TREFIL, James; HAZEN, Robert M. Física viva: uma introdução à física conceitual. Tradução: Ronaldo S. de Biasi. Rio de Janeiro: LTC, 2006. v. 2. p. 134.

A reflexão regular nos permite enxergar os detalhes dos objetos refletidos. É esse tipo de reflexão que ocorre nos espelhos planos, por exemplo.

Formação de imagem em espelho plano

Quando observamos uma imagem em um espelho plano, temos a impressão de que ela está "dentro" dele. Isso ocorre porque a imagem é formada simetricamente em relação ao plano do espelho e atrás dele, ou seja, a distância da imagem até o espelho é igual à distância do objeto até o espelho. Outra característica da imagem formada pelo espelho plano é que ela tem o mesmo tamanho que o objeto e a mesma orientação, por isso, dizemos que a imagem é direita. Analise a seguir.

Fonte de pesquisa: HEWITT, Paul G. Física conceitual. Tradução: Trieste Freire Ricci. 12. ed. Porto Alegre: Bookman, 2015. p. 522.

As distâncias do objeto até o espelho $\left(d\right)$ e da imagem até o espelho $\left(d\prime \right)$ são iguais $\left(d=d\prime \right)$, ou seja, a imagem é simétrica ao objeto em relação ao espelho.

Lentes

As lentes são instrumentos ópticos construídos com materiais transparentes e estão presentes em diversas situações do nosso dia a dia. Óculos, máquinas fotográficas, microscópios ópticos, lupas e lunetas são alguns dos equipamentos em que as lentes são utilizadas.

O princípio do funcionamento das lentes se baseia no fenômeno da refração da luz, de modo que, quando a luz atravessa as lentes, ela sofre um desvio em sua trajetória. As lentes são classificadas como convergentes e divergentes, com base em como elas desviam a trajetória da luz.

Lente convergente

Analise as imagens a seguir, que mostram como os raios de luz são refratados por uma lente convergente.

Representação de raios de luz sofrendo desvios ao atravessarem uma lente convergente (imagem A) e representação da refração da luz em uma lente convergente (imagem B).

Fonte de pesquisa: TIPLER, Paul A.; MOSCA, Gene. Física para cientistas e engenheiros: eletricidade e magnetismo, óptica. Rio de Janeiro: LTC, 2009. v. 2. p. 410-411.

Na imagem B, a luz que chega à lente com raios incidentes paralelos (1) atravessa a lente convergente e sofre desvios. Os raios refratados (2) convergem, aproximando-se uns dos outros até se interceptarem em um ponto, que é chamado ponto focal (F) (3). A distância entre a lente e o ponto focal é denominada distância focal (4). O raio de luz que passa pelo centro da lente não sofre desvio na direção de propagação.

Lente divergente

Agora analise as imagens a seguir, que representam como os raios de luz são refratados por uma lente divergente.

Representação de raios de luz sofrendo desvios ao atravessarem uma lente divergente (imagem C) e representação da refração da luz em uma lente divergente (imagem D).

Fonte de pesquisa: TIPLER, Paul A.; MOSCA, Gene. Física para cientistas e engenheiros: eletricidade e magnetismo, óptica. Rio de Janeiro: LTC, 2009. v. 2. p. 410-411.

Na imagem D, os raios incidentes paralelos (1) que chegam à lente divergente sofrem desvios, afastando-se uns dos outros. Nesse tipo de lente, o ponto focal ($F\prime$) (3) é chamado virtual e é indicado antes da lente. Quando os raios incidentes são paralelos, a direção dos raios refratados (4) é obtida por meio do prolongamento dos raios refratados (2) até o ponto focal (3). Dessa maneira, após atravessaram a lente, os raios de luz formam um feixe que diverge, a partir do ponto focal. O raio de luz que passa pelo centro da lente não sofre desvio na direção de propagação.

Atualmente, a maioria dos equipamentos ópticos que usamos no cotidiano para a ampliação ou registro de imagens tem uma combinação de lentes, como é o caso do binóculo. Essa combinação de lentes torna o equipamento óptico mais eficaz e possibilita a obtenção de imagens mais nítidas.

Atividades

Faça as atividades no caderno.

1. Um piso de madeira, normalmente fosco, pode refletir regularmente a luz e se aproximar de uma superfície espelhada se for devidamente lustrado com cera. Em seu caderno, explique o papel da cera nessa situação e por que o piso de madeira fica mais ou menos espelhado dependendo da técnica utilizada para lustrá-lo.

Resposta nas orientações ao professor.

2. Alguns veículos oficiais, como ambulâncias e caminhões de bombeiros, costumam trazer suas inscrições como mostrado na foto a seguir.

a) Em seu caderno, explique por que as inscrições nos veículos oficiais são feitas como mostrado na imagem.

Resposta nas orientações ao professor.

b) Elabore uma atividade prática com dois colegas para demonstrar como enxergamos, por meio de um espelho, uma palavra escrita corretamente e ao contrário, posicionada atrás da nossa cabeça. Compartilhe a atividade com seus colegas, explicando por que isso ocorre.

Resposta nas orientações ao professor.

3. Em parques de diversões ou em algumas mostras de Ciências, diversos tipos de espelho são apresentados. Neles, a imagem da pessoa se apresenta de maneira deformada, com formatos engraçados. Analise a foto a seguir, que mostra um exemplo desse fenômeno.

a) Qual é o tipo de reflexão que ocorre no espelho retratado na foto?

Resposta: A reflexão ocorre de maneira difusa. Esse fenômeno é conhecido como espalhamento difuso.

b) As leis da reflexão se aplicam ao tipo de espelho apresentado na foto?

Resposta: Espera-se que os alunos respondam que sim. As leis da reflexão se aplicam tanto à reflexão regular quanto à reflexão difusa.

c) Cite as diferenças entre os espelhos planos e o espelho apresentado na foto.

Resposta nas orientações ao professor.

4. A lupa é um instrumento óptico que apresenta uma lente de faces convexas. Ela é usada para ampliar as imagens de objetos pequenos, motivo pelo qual também recebe o nome de "lente de aumento". Contudo, essa mesma lente, se for utilizada mudando sua distância em relação ao objeto, pode produzir uma imagem menor que o objeto e que pode ser projetada em uma superfície, como mostrado na imagem.

Com base nessa informação, responda às questões a seguir.

a) Sabendo que o feixe de luz do Sol que incide na lente da lupa é paralelo, como podemos classificar o feixe de luz após atravessar a lupa?

Resposta nas orientações ao professor.

b) Elabore uma hipótese que explique por que não se deve olhar para uma fonte luminosa de grande intensidade com lupas, binóculos, telescópios ou qualquer outro instrumento óptico.

Resposta nas orientações ao professor.

5. A imagem a seguir mostra como os feixes luminosos são desviados em um olho humano sem defeitos na visão. Note que a imagem do objeto é formada na retina após a luz proveniente do objeto passar pela lente e pelas outras estruturas do olho.

Fonte de pesquisa: TORTORA, Gerard J.; DERRICKSON, Bryan. Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia. Tradução: Alexandre Lins Verneck et al. 10 ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. p. 308.

Após analisar a imagem, responda às questões no caderno.

a) Com base nessas informações, a lente do olho pode ser classificada como convergente ou divergente? Justifique sua resposta.

Resposta nas orientações ao professor.

b) Caso o olho humano apresentado tivesse um defeito de visão, como miopia ou hipermetropia, como esses problemas poderiam ser resolvidos?

Resposta nas orientações ao professor.