Óptica - Aula 02 - A Luz e a Radiação Eletromagnética

[Música] ah [Música] lá bem vindo a segunda aula o nosso curso de ótica nessa aula nós vamos falar um tema essencial para a lógica que é a luz o que é a luz que é feita como se descobriu do que é feita e quais as conseqüências disso é importante porque senão vamos fazer ótica achando que tudo é muito interesse público que tudo é muito desconhecido mas não é ao longo da história os cientistas conseguiram entender bem a luz ótica é mais velha do que o entendimento da luz a ótica nasceu com a observação da luz

mãe percebeu que realmente para fazer ótica séria eles tinham que entender o que era feita luz propaga ele é instantâneo vale um lugar a outros ou demora em velocidade finita isso que nós vamos ver nas aulas então nós vamos ver hoje nessa segunda aula a lua ea radiação eletromagnética bom deixa eu dizer pra vocês que a opel tem uma história maravilhosa e que passou por várias fases né começou o pessoal achar que a luta lá relacionada com fenômenos capazes de alguma forma de sensibilizar ou impressionar os nossos órgãos virtuais aliás ela chegou uma época que

o pessoal achava que os seus olhos e me tinham luz aluno os objetos e interagiam com ele voltava trazendo informação da forma e do brilho na intensidade aí alguém falou à espera então durante uma escuridão se o meu olho é a fonte de luz eu deveria ter sempre vê as coisas né então bom então não pode ser o olho a fonte de tudo é tem que ter alguma coisa além dos meus órgãos visuais é aí que começa realmente a saga para se entender o fenômeno é relacionado com a luz qual historicamente deixa eu dizer pra

vocês que o número de cientistas que tocaram esse tema é muito grande praticamente todos os cientistas que você já ouviu falar tocaram de alguma maneira o tema sobre a luz seja do ponto de vista científico ou seja do ponto de vista filosófico lúcia foi devido à não podemos esquecer isso então você sempre tem na ciência essa interpretação filosófica sem a comprovação de fatos científicos mas na parte científica luz evoluiu muito eu coloquei alguns nomes e essa lista está longe de ser completa então eu tenho o meu eu tenho haythan 16 arame nós temos de cartões

redecard nós temos neo master um galileu newton eu coloquei aqui em destaque por algumas razões e dou e amg williams e maxwell com letra maiúscula porque na verdade ao longo dos séculos desde a antiguidade o homem tenta entender a luz aliás desde os partidos egípcios o homem tenta entender a luz porque pra ele o sol era um deus maior que o sol vinha do sol ea luz então eles achavam que entendendo a luta de entender melhor a conexão do homem com a divindade né mas com isso eles entenderam muita coisa às vezes entender muita coisa

sobre a luz mas é ao longo de todo esse caminho científico chegou num ponto onde realmente os cientistas conseguiram entender a constituição da luz e esse cientista que conseguiu entender a constituição da luz mas está longe de ter feito tudo sozinho foi maxwell james clerk maxwell um trabalho muito bom que realmente deu ao homem deu a matemática capaz de escrever à lua ea interpretação serão físicos associados com a loura então nós poderíamos dividir a ótica antes março e depois de márcio mas aqui existe um pouquinho desses grandes cientistas ptolomeu trabalhou muito com a propagação da

luz al rai tam que é um cientista árabe em brilhante escreveu a primeira enciclopédia sobre os fenômenos ótico é o high tam a muitos séculos antes já sabia como fazer a projeção numa câmera escura você faz uma caixa faz um furinho coloca do lado de lá tem uma imagem e dizem ah a literatura diz que os artistas renascentistas utilizaram muito essas idéias pra poder fazer pinturas cada vez melhores de caixa além da geometria ele deu realmente uma cara de geometria dando origem a ótica geométrica israel entendeu as leis básicas da interação e quantificou talvez pela

primeira vez como que a luz se comporta aí de um meio para outro nilton grande newton a lênin muitas coisas mecânica e tudo isso ele realmente trabalhou com a luz com a sua composição foi o grande cientista que vai nos explicar a composição da luta em termos de cores assim por diante roy ans vai dar uma interpretação importante o maxwell termina esse capítulo realmente coletando tudo muda um conceito que se tinha inicialmente era que a luz não gastava tempo para ir de um ponto a outro por muito tempo se achava que de fato ela era

instantânea você acende uma lanterna ou lá imediatamente a luz estava aqui você está lidando com um fenômeno físico que anda com velocidade infinita é extremamente complicado não gostamos do infinito embora matemática usa muito isso então o primeiro a mostrar que a luz era um fenômeno que se propagava com velocidade finita foi galileu galilei ou nas montanhas lado o fez por florentino estava limitado na medida de uma coisa que anda tão rápida mas ele conseguiu mostrar que a velocidade da luz é infinita um grande começo trata se de um fenômeno piano com velocidade finita faz uma

grande diferença alguém tinha que me são velocidade já que ela é infinita é teu valor e frisou existem vários cientistas deixa eu dizer pra vocês que mediram velocidade da luz com precisão mas resolvendo um método muito interessante o que fiz o fez foi colocar duas rodas dentadas só que os dentes estão defasados e ligar uma luz em algum lugar aqui ele ligou a luz aqui botou aqui um pedaço de vidro e ele então enxergava a imagem dessa lâmpada e começou a rodar suas rodas dentadas chegou no momento em que a imagem da lâmpada desapareceu esse

momento era um momento onde a luz passava pelo primeiro dente mas ao encontrar o segundo era barrada e medindo a velocidade de rotação dessas rodas sabendo a distância entre elas ele me deu a velocidade da luz chegou a um valor muito interessante ele chegou a um valor que é da ordem de 3 10 a 8 metros por segundo 300 mil quilômetros por segundo é muito né a gente anda na rodovia a 100 km por hora acha que é muito sem imagina pegar aí esse lote x none x + milton mas meu é muito mil é

muito rápida luz mas ele conseguiu mostrar que essa era a velocidade de download e realmente o fiz o gol mostrou um valor nós estamos falando há muitos séculos atrás que é muito próximo do valor mais preciso que nós somos capazes de hoje em dia então eu tenho valor para a velocidade da luz o que é a luz não sei mas já tem que ser algo que anda muito rápido tem que ser algo capaz de andar com essa velocidade olha 300 mil quilômetros por segundo é não ficar de olho essa luz vai muito longe segundo ela

anda 300 mil km então é esse valor começou a deixar os cientistas um pouco apreensivos né o que é capaz de andar tão rápido e aí então vem a pergunta mas afinal do que efeito tem que ser feita de algo capaz de andar tão rápido e aí os outros cientistas entraram na jogada o newtom você se lembra do curso de mecânica mecânica lida com partículas né massa força velocidade aceleração na esquerda mecânica então nilton chegou e falou olha eu acho que a luz é feita de pucón busca por que eu defendi isso porque o milton

é um mecanismo ele trabalha com a mecânica ele conseguiu explicar os fenômenos luminosos e imaginar que ela que a luz era feita de pequenas partículas bom mas tinha coisas que ele não conseguia explicar e aí então ganhou vaga o hoi an ele vai tentar entender a luz como algo que o fio você já jogou uma pedra no lago se joga uma pedra ela cria uma perturbação e se propaga né você fica na beira da piscina e delta para a água àquela perturbação c causa vai propagar pela água até chegar do outro lado pois é o

rogers pensou que a luz deveria ser um tipo dessa onda se propagando em algum tipo de e mail não é porque o pessoal sabia que ela não precisava do ar para se propagar então admira se propagar no meio que era além da matéria conhecida muito bem mas estas foram as duas interpretações resolver o problema de uma forma um pouco mais definitiva foi o thomas yanga thomas young chegou e falou assim bom deixa eu fazer um experimento pode ser partículas ea onda ele pegou uma fonte de luz botou o orifício tem chama de uma fenda quando

a luz passa por essa fenda ela sofre uma abertura basta você pegar um buraquinho botar na frente uma luta você vê esse nome outra sendas e viu e daqui tá aí a origem de duas porções de luz e ela se somavam gerando um fenômeno de interferência mas esse fenômeno acontece com as partículas acontece com as ondas se você pegar na piscina novamente e começar a bater a mão em dois pontos você vai ter vai ver que as perturbações que você gera ela se soma outra subtrai elas aparecem mais intensa ou desaparecem e sofrendo interferência que

nós vamos aprender em alguma parte do curso e que é pertinente a onda ondas que são essas perturbações de um meio que se propagam oscilatório perturbações oscilatório se propaga é que produzi interferência então ele falou 'bom onda que eu conheço na água em corda de violão e tudo isso só para interferência puxa vida à luta também sofre interferência então não tem dúvida a luz é uma onda o roger está certo nós devemos entender a luz como uma o livro ficou muito bravo mas nada se pode fazer contra observações na natureza então a luz foi assumida

como sendo de fato uma onda muito bem quando você tem ondas você tem no mesmo meio coisas que sobem e descem que se propagam e essas coisas servem de dois lugares ela pode se somar ou subtrair quando elas se somam é porque as perturbações e sobe 10 dessa onda uma onda da piscina e assim por diante elas se somam quando elas são opostas uma parte que é subir a outra que a dc você tenha chamado interferência destrutiva e os pontos onde uma onda se elas se somam ou se subtraem dá origem ao chamado padrão de

interferência bom então todo mundo estava feliz a luz é um tipo de onda e agora o que nós vamos fazer ou falar pra todo mundo que tipo de onda na primeira esquina encontrar alguém falou mais quente boné é o novo que chega na piscina não sei que a onda de água não é subida e descida da água se eu tiver uma corda chacoalhando olhe eu sei que acorda top dez lusa que bona muito bem aí entra maxwell e antes de maxwell entra muitos cientistas inclusive o resto você sintoniza seu rádio lá em 500 quilos ou

um mega hertz é em homenagem a esse senhor aqui que foi o primeiro a verificar o que de fato a luz de uma característica ligada com eletricidade pensa que a eletricidade é só na tomada não há luz é um fenômeno elétrico é composto de eletricidade então os mesmos conceitos voltagem tudo isso que a gente usa felicidade vamos poder usar para a luz e que tipo de eletricidade é essa bom depois de muitos experimentos e tudo isso o pessoal chegou à conclusão que a luz é uma onda composta de campos elétricos e magnéticos que o filão

no tempo no espaço para que o conceito difícil e é conforme entender né mas imagine que eu tenho há eletricidade oscilando ou irmão sendo oscilando e sugere o que nós chamamos de campos elétricos e magnéticos oscilante a luz é uma composição desses campos e estudar a origem é o que nós chamamos de radiação eletromagnética porque a radiação que alguém vai se propagar avaí tem uma certa característica e eletromagnética porque a luz é composta de campos elétricos e magnéticos que o filme é como se fosse uma voltagem oscilando indo a 0 diminuindo aumentando e negativa ou

positiva e um campo magnético que faz o mesmo quando isso acontece marcha mostrou compondo tudo que sabia da eletricidade e magnetismo que ela é capaz de propagar e ele descobriu matematicamente ela se propagava a mesma velocidade que tenha sido medida pelo fim ou então não teve dúvidas tá certo eu descobrir qual é a natureza da luz então essa radiação eletromagnética têm normalmente a característica de um comprimento de onda que seu olhar no espaço quanto que oscila como se fosse aquela onde vinha que o fato na piscina eu me vi à distância entre os dois máximos

dessa mundinha nós chamamos de comprimento de onda e seu recuo quanto tempo que o bomdia demora para subir de 7 que havia chamada periodicidade no tempo eu tenho um período cujo inverso é o que nós chamamos de freqüência e que damos a essa freqüência a unidade de resto em homenagem a um dos cientistas que fez tudo isso é possível montar equações que descrevem tudo isso não vamos entrar em detalhes mas sem isso foi o que o maxwell feito com sucesso mostrando que a luz é era um tipo de radiação era um tipo de onda que

obedecia às equações que toda onda obedecem e é possível você conectar a freqüência com o período que toda coisa que oscila tem que ser inscrito por uma freqüência e como agente de crédito com funções periódicas é melhor falar em ângulo entanto coloca esses dois pianos para descrever mas o que é importante saber aquilo que nós temos uma freqüência que caracteriza essa onda a radiação eletromagnética que a luz e um comprimento de onda certo então a onda tem tudo isso como tudo que oscila anda no espaço o espaço que ela anda dividido pelo tempo dá origem

a velocidade só que o inverso do tempo ea freqüência então nós desculpa nós chegamos a relação de que a velocidade da luz é o chamado comprimento de onda mesma freqüência e daqui pra frente sempre a radiação eletromagnética sabe por quê porque esse é um fenômeno geral eu enxergo um intervalo de freqüência e seu chamado espectro eletromagnético tá certo essa onda eletromagnética ela pode ter uma freqüência muito alta o que significa que toda essa radiação eletromagnética caminho com a mesma velocidade mas ela pode ter uma freqüência muito alta significa com melhor onda muito pequenininho ou vice

versa e dependendo da freqüência ou do começo de ondas estão relacionados ela recebe nomes diferentes então olha freqüência muito baixo se treinar tomada são chamada onda eletromagnética de potência aí depois em as ondas de rádio que se propaga no ar que o rádio manda você recebe o seu receptor depois vem a chamados microondas no microondas da sua casa a radiação eletromagnética inclusive durante o curso nós vamos ter que entender como um microondas funciona o que é capaz de cozinhar a carne é importante para nós se você andar um pouco mais em freqüência vai chegar no

infravermelho é uma radiação que ainda você não enxerga mas que existe aí eu intervalo muito pequeno de freqüência que é o intervalo visível eu enxergo que tem as cores ea dentro das cores a freqüência também está avaliando pois é ultra violeta raio x e raios gama e os raios cósmicos tudo isso que praticamente todos e já ouviu falar de radiação na natureza é um ser humano gosta de chamar de luz apenas no intervalo que ele enxerga na verdade luz é tudo isso e normalmente o comen de onda expresso porque o melhor é pequenininho então a

gente presta unidade que chama-se campeõs que é na verdade dez a menos 10 metro a um metro dividir por 10 depois de bruno 1 bilhão esse é o tamanho da fila muito e propaganda muito bem na parte do visível que é onde o homem está interessado quem chama luz visível a frequências estão aqui têm no vermelho por violenta que até onde a gente enxerga a frequência aumenta e o comprimento de onda diminui o intervalo muito pequenininho que nós enxergamos quase nada e normalmente quando você compõe tudo isso aí você tem a luz branca nós vamos

aprender também como funciona eo nilton fez o favor de mostrar como decompor utilizando as propriedades de propagação da luz a matéria num fenômeno chamado de dispersão olha a magnética usado em tudo eo seu o telefone celular e liga da lista uma neta microondas você não enxerga mas ela esquenta um pouquinho você pode até perceber que ela esquenta que propaga pelo ar até os receptores de tudo isso dependendo do tipo de radiação eletromagnética você tem aplicações diferentes então vai desde a luz visível no essencial para a vida em infravermelho microondas raio x com esse plano médico

tomar um raio x para revelar o seu voto ali é uma peça e multa alessandra é uma inércia que está passando então a gente perceber que o fenômeno da ótica vai muito além desse pequeno intervalo que eu consigo enxergar bom a onda eletromagnética que ela carrega energia e momento portanto ela interage de uma forma muito interessante com a matéria porque porque a matéria feita de carga a matéria feita de carga ea luz é feita a necessidade do leão com o outro quando a luz interage com a matéria um fenômeno incrível acontece que é a transferência

de energia é por isso que a luz do sol o sol foi emitem luz chega até nós as plantas por exemplo são muito hábeis em converter a luz em energia química aí ela cresce nós somos menos hábeis nós temos que consumir as plantas ou alguém que consumiu a planta então é realmente a interação da luz com a matéria bem da natureza magnética e da natureza de cargas que nós somos é isso que vai fazer essa interação e nós vamos com muito cuidado ao longo do curso para a gente quando a luz é capaz de propagar

nem sempre é né pega o sol era bater na árvore desaparece ela vai virar energia química vale a partir de sua vida mas nos meios onde ela consegue se propagar nós gostamos de ver com que velocidade ela se propaga e pra ver isso nós comparamos com a velocidade que ela se propaga na ausência de matéria que é o vácuo cujo valor nós chamamos mix e e quando tem matéria devido a essa interação você já imagina o que é garça interaja sua velocidade diminui então a velocidade da luz é sempre inferior nos meios materiais do que

é no vazio do que no barco e esse número chamado tempo de recuperação é o valor que caracteriza quanto à velocidade da luz diminuiu ao se propagar pelos meios materiais nós vamos usar muito esse conceito aqui eu coloquei alguns valores desse índice de refração é o n é mais ou menos o fator de diminuição da velocidade da luz no vácuo quando ela se propaga nos meios bom resumindo nós temos agora uma visão do que a luz fenômeno eletromagnético com isso nós vamos poder entender todo o resto da ótica existem alguns aspectos que não estou preocupado

com a constituição da luz que a parte de propagação da luz é ótima da propagação da luz é chamada ótica geométrica mas existe uma grande parte que eu tenho que entender como enxerga tudo ao meu redor que depende do entendimento claro do que a feita logo tudo isso a vamos ver na foto as aulas até lá [Música] [Música]