Óptica é o ramo da física que estuda os fenômenos relacionados à luz, explicando os fenômenos da transmissão, reflexão, absorção, refração, difração, polarização.
Óptica física: é a parte da óptica que estuda os fenômenos ópticos levando-se em conta a teoria sobre a composição da luz.
Essa está muito presente no cotidiano, sua aplicação vai desde o uso dos óculos ao uso dos mais eficientes e sofisticados equipamentos utilizados para pesquisas científicas como, por exemplo, os aparelhos de telescópio e microscópio. São algumas das aplicações da óptica:
Na correção de defeitos visuais;
Na construção de instrumentos de observação como, por exemplo, os telescópios e microscópios;
Utilizado em câmeras fotográficas e na cinematografia.
Entre muitas outras aplicações.
Reflexão:
Reflexão: acontece quando a luz chega a um objeto e rebate ou reflete, em parte ou totalmente, esse objeto. A luz pode ser refletida de maneira direta ou difusa.1. Direta: é produzida quando a luz reflete de uma superfície lisa (espelho). A luz vai refletir no mesmo ângulo no qual incide/chega a essa superfície. Lei da reflexão.
Uma reflexão direta vai produzir uma luz mais intensa, maior contraste e sombras mais escuras e bem definidas.
Transmissão:
É produzida quando a luz atravessa um objeto colorido. Parte da luz vai ser absorvida e parte vai ser transmitida por esse objeto. Existem três tipos de transmissão: direta, difusa ou seletiva.
1. Transmissão direta: acontece quando a luz atravessa um objeto e não se produzem câmbios na direção ou qualidade dessa luz. Por exemplo, um vidro ou o ar.
2. Transmissão difusa: se produz quando a luz passa através de um objeto transparente ou semitransparente com textura. Por exemplo, um vidro esmerilado. A luz, em vez de ir em uma direção só, é desviada em muitas direções. A luz que é transmitida de maneira difusa vai ser mais suave, vai ter menos contraste, vai ser menos intensa, vai gerar sombras mais claras e uma transição mais suave entre luz e sombra do que a luz direta.
3. Transmissão seletiva: é produzida quando a luz atravessa um objeto colorido. Parte da luz vai ser absorvida e parte vai ser transmitida por esse objeto. No exemplo a seguir a luz branca (vermelho, verde e azul) passa através de uma superfície vermelha. O verde e o azul são absorvidos e somente se transmite o vermelho. Assim, do outro lado da superfície vamos ver luz vermelha.
Absorção: Consiste na diminuição da energia de uma radiação, neste caso a luz, na sua passagem através da matéria, isto é, uma acumulação na matéria de parte da energia proveniente de radiações luminosas.Quando a luz chega a uma superfície ou objeto, ele pode absorver toda ou parte dessa luz. A luz que é absorvida se transforma em calor. É por isso que geralmente se recomenda durante o verão não usar cores escuras, pois elas absorvem a maior parte da luz e a transformam em calor. Por isso sentimos mais calor usando roupa preta do que branca (a roupa branca reflete toda a luz).
Refração: É o fenômeno que ocorre com a luz quando ela passar de um meio homogêneo e transparente para outro meio também homogêneo e transparente.
Quando a luz passa por um meio transparente ou translúcido, seu comprimento de onda é ligeiramente comprimido (A luz tende para o azul) e sua velocidade diminui. Isso faz com que o raio de luz mude de direção quando transita de um meio para outro quando em ângulo.
A Refração da luz torna possível tanto a visão humana quanto a fotografia, já que capturamos e miniaturizamos o mundo ao nosso redor graças a lentes orgânicas que, ao refratarem a luz, são responsáveis pela imagem projetada no fundo de nossos olhos.
Difração: Denomina-se difração o desvio sofrido por ondas ao passarem por um obstáculo, tal como as bordas de uma fenda em um anteparo. Pode-se ver a difração da luz, por exemplo, olhando-se para uma fonte luminosa distante, tal como um anúncio de neón através da fenda formada entre dois dedos, ou observando a luz que escoa pelo tecido de um guarda-chuva. Em geral os efeitos de difração são muito pequenos, devendo ser analisados e investigados minuciosamente.
Além disso a maioria das fontes de luz são corpos extensos, de modo que a forma da figura de difração produzida por um dos pontos da fonte se superporá à das outras.
Finalmente, a maioria das fontes luminosas são ordinárias não monocromáticas, de modo que os espectros de vários comprimentos de onda se superporão e, uma vez mais, seu efeito se tornará menos evidente.
A difração foi descoberta por Francesco Maria Grimaldi (1618-1663), sendo um fenômeno conhecido por Newton (1642-1727) que não foi capaz de reconhecer nenhuma justificativa para a teoria ondulatória da luz neste fato, sendo que este fato poderia ter sido melhor investigado, já Huygens (1629-1695) que não acreditava na teoria da difração, e sim acreditava que suas ondas secundárias só agiam efetivamente no ponto de tangência com a envolvente comum, negado, pois a possibilidade de haver a difração em suas próprias palavras:
“ E assim, vemos as razões pelas quais a luz... se propaga somente em linha reta, de modo que não ilumina nenhum objeto, a menos que esteja num percurso retilíneo com a fonte.”
Polarização: É quando a luz que se propaga em todos os planos, passa por uma fenda a qual "drena" essas ondas, deixando ela em uma só, assim passa a se propagar em um único plano.
As luzes emitidas por fontes luminosas, por exemplo os raios de luzes solares, tem comportamento formados por ondas eletromagnéticas que vibram em diversas direções durante a emissão, incidência e reflexão. Para cada onda do raio que vibra em uma direção sempre há outro em um plano perpendicular à onda luminosa. Essa luz com movimento “perturbado” é chamada de luz natural ou apenas de luz não polarizada.
As ondas polarizadas podem ser produzidas a partir de ondas não polarizadas através de fenômenos como: absorção, espalhamento, reflexão e birrefringência.
Existem diversas substâncias, materiais que ao serem atingidos pelos feixes de luz deixam passar apenas uma parte da onda luminosa, esse acontecimento é denominado como polarização da luz. A luz que antes estava perturbada, se propagando em diversos planos e passa a propagar em apenas um único plano.
Exemplo de filtros de polarização posicionados sobre uma página de revista, com ângulo não perpendicular.
Exemplo de filtros de polarização posicionados sobre uma página de revista com ângulo de 90º.
Podemos tratar da intensidade final proporcionada pelo ângulo entre os filtros, nesse caso, após atravessar o primeiro filtro, a intensidade da luz é descrita sobre o ângulo com a componente da luz incidente para o campo elétrico.
Fontes: http://www.infoescola.com/fisica/difracao/
http://www.portalcursos.com/FotografiaIII/curso/Lecc-8.htm
http://fisica.fe.up.pt/luz/polarizacao.html
