Imagem Real

Um brinquedinho que costuma deixar os alunos boquiabertos chama-se Mirage 3D. Realmente é muito bacana! Vi pela primeira vez nas mãos da grande Beatriz Alvarenga, famosa pela sua mala de coisas interessantes. E por ter escrito um dos melhores livros didáticos de Física do mundo!

Acabei tendo de comprar um, também! E, não foi inveja. Trata-se de um excepcional recurso didático. Basicamente, são dois espelhos de qualidade boa, estufados para dentro, ou seja, côncavos. Eles se fecham formando algo como um casulo óptico. Lá dentro, coloca-se um objeto, que tem que ser pequeno. Vem de brinde um porquinho cor de rosa, que quase todos usam porque não arranha os espelhos. Estes foram calculados com seus pontos principais se ajustando de forma estratégica. O efeito da imagem real é impressionante! Veja você mesmo. Aproveite as explicações do Mago!



Cabe a você ter clareza sobre a formação de imagens pelos espelhos esféricos. Só assim entenderá o que viu. Se alguns exercícios ajudarem, segue o link.

Refração

Hoje resolvi dar uma geral no importante e interessante fenômeno da Refração. Trata-se da mudança na velocidade de propagação da luz - uma onda - ao passar de um material transparente para outro. Esta mudança na velocidade costuma provocar desvios na direção de propagação da luz. E, assim, efeitos visíveis. Quando a luz incide perpendicular à superfície de separação, de frente, refrata, mas não desvia. Não vou mostrar os efeitos tradicionais: o fato de a piscina parecer mais rasa - imagem se desloca para cima; um garfo semi-imerso parcer quebrado; o dioptro plano, cuja fórmula, aliás, acho até bobagem saber. Todos os efeitos são explicados pela Lei de Snell.

Gostaria, primeiro, de enfocar a reflexão total da luz. Primeiramente, com um vídeo indiano, que está na moda, bacana, mostrando como uma moeda, ou melhor, sua imagem, some, devido à reflexão total da luz. Veja.



Vídeo interessante, não? Mas, a reflexão total tem uma importantíssima aplicação na fibra óptica. Esta, fundamental para as telecomunicações e para a informática modernas. Segue outro vídeo mostrando as múltiplas reflexões totais da luz numa fibra. Note que a fibra não é de boa qualidade, porém quebra o galho para demonstrações. Pense: por que conseguimos enxergar o laser dentro dela? Resposta: seu material não é totalmente transparente. Antes, espalha um pouco da luz que o atravessa. Tanto que o alcance do laser é relativamente pequeno na fibra mostrada. Veja você mesmo...



Agora, outro vídeo mostrando o comportamento de um feixe de luz paralela atravessando um prisma. O professor é rápido na fala, mas ele cita e explica a reflexão total de um dos raios enquanto brinca com o prisma. Depois, mostra lentes convergentes e divergentes. Tudo o que eu gostaria de mostrar em aula, se a escola tivesse um banco óptico razoável!



O próximo vídeo trata da visão, com um esquema de olho e uma lente convergente fazendo o papel de cristalino. Ele mostra, respectivamente, a miopia e sua correção e depois a hipermetropia. Como o autor não permitiu incorporar o vídeo ao Blogger, você deve clicar aqui para abrir o link no YouTube.

Para quem quiser um aulão mais específico, coloco abaixo o resumão de refração que fiz em PowerPoint, disponível tanto no meu site para download quanto também no SlideShare e DivShare. Recomendo baixar e assistir, pois os compartilhadores alteram a aula. Há vários exercícios e vídeos sobre o tema no site também.

Refração da Luz e Lentes

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As cores e o espectro visível

Gosto de ver minhas filhas pintando! Fazem uma bagunça danada, sujam bastante tudo em volta, mas é uma festa! E, o que me chama a atenção: elas não têm nenhum pudor no uso das cores. Sempre todas as disponíveis, nas combinações mais inusitadas!

A luz é uma onda eletromagnética, que no vácuo – e aproximadamente no ar – propaga-se com a conhecida velocidade c que vale 300.000 km/s. Nunca é demais lembrar que a natureza da luz é a mesma das ondas de rádio, das microondas, dos raios X e da radiação gama - ver espectro. E, cada cor é uma luz diferente.

O famoso Newton, o das Leis, que tanto aluno detesta só de ouvir falar, e que era um cara meio estranho, e brilhante, já conhecia a chamada decomposição da luz branca. Fazer passar a luz – normalmente do sol – por um prisma, triângulo de vidro, e obter do outro lado um arco-íris. Podemos obter o mesmo arco-íris numa simples mangueira de jardim! O vídeo seguinte, disponível no YouTube, mostra o prisma onde ele ficou mundialmente famoso: na capa do disco do Pink Floyd, durante o show, ao vivo em Barcelona:



A explicação é que a sensação visual que o cérebro traduz como branco é, na verdade, a mistura de todas as cores que o ser humano consegue enxergar. Veja o vídeo do “Mago da Física” sobre as cores, legal. A luz branca então vem e penetra no vidro, sofrendo a chamada Refração: a mudança de velocidade ao passar do ar para o vidro do prisma. Só que a mudança não é a mesma para todas as cores que compõem o branco!

Algumas cores freiam mais e outras menos. Qual freia mais: vermelho ou azul? Na saída do vidro, ocorre o inverso: algumas cores aceleram mais que outras. O resultado é que todas, que vinham juntas no branco, separam-se e formam o arco-íris. Quantas cores ele tem?

Um erro comum é dizer que são sete: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta. Porém, cada cor corresponde a uma freqüência. Veja na figura: mais morrinhos, maior freqüência. Note que freqüência do verde é maior que do vermelho. Explicações melhores, durante a solução de exercícios, veja no "Física no Vestibular".

Para a luz visível, as freqüências vão de aproximadamente 400 até a 750 THz. Como a freqüência é um número, e existem infinitos números, existem infinitas cores no arco-íris! Embora de longe as sete se destacam... De perto, percebe-se que ele é como a paleta de cores de um computador: inúmeras possibilidades!