Câmara escura de orifício

Na Idade Média, a câmara escura de orifício teve muitas utilizações para o estudo dos fenômenos ópticos. A origem da máquina fotográfica se deu através da câmara escura.

 Imagem da vela formada ao fundo da câmara escura de orifício

De acordo com os princípios de propagação da luz, vimos que o primeiro desses princípios diz que em um meio homogêneo, isotrópico e transparente, a luz se propaga em linha reta. Os outros dois princípios são: princípio da independência dos raios e o princípio da reversibilidade.

A fim de comprovar que é válido o princípio da propagação retilínea da luz temos a câmara escura de orifício, que é basicamente constituída de uma caixa de paredes opacas e pretas internamente, totalmente fechada, com exceção de um pequeno orifício feito em uma das paredes, por onde penetra a luz.

Vejamos o esquema da figura abaixo, nela temos um objeto AB, luminoso ou iluminado, que é colocado a frente da parede que possui o orifício. Os raios de luz que partem do objeto e passam pelo orifício projetam, na parede oposta à do orifício, uma figura A’B’, semelhante ao objeto, mas invertida. Essa figura é chamada de imagem do objeto AB.

O fato de a imagem ter forma semelhante à do objeto e ser invertida evidencia a propagação retilínea da luz.

A imagem projetada na parede da câmara pode ser vista por um observador externo se essa parede for, por exemplo, feita de papel vegetal. A imagem pode ser registrada internamente, com a colocação de um filme ou papel fotográfico na região em que ela se forma. Por isso, a câmara escura de orifício é, às vezes, chamada câmara fotográfica rudimentar.

Historicamente podemos dizer que a captação e o registro de imagens foram possíveis após a criação da câmara escura de orifício.

Acontece que nas máquinas fotográficas atuais, assim como em nossos olhos, as imagens que se formam têm as mesmas características daquelas obtidas com acâmara escura: todas estão de cabeça para baixo e têm o lado direito e o esquerdo invertidos, quando observadas por trás do anteparo.

De acordo com a figura acima, os triângulos ABO e A’B’O’ são semelhantes, podemos relacionar as alturas AB e A’B’ do objeto e da imagem às distâncias p (do objeto à câmara) e p’ (da imagem até a parede com orifício). Assim, temos:

Vejamos um exemplo da aplicação dos conceitos matemáticos contidos na relação objeto e imagem formada em uma câmara escura.

Em um dia muito ensolarado, um homem e um poste projetam, no chão, sombras de comprimento iguais a 2 metros e 4,8 metros, respectivamente. Determine em metros a altura do poste, sabendo que a altura do homem é 1,6 metros. Considere o poste e o homem eretos no solo horizontal.

Resolução: Da equação acima, que relaciona semelhança de triângulos, temos:

Por: Ian Rafael

Leis de Isaac Newton

 Isaac Newton nasceu em Londres, no ano de 1643, e viveu até o ano de 1727. Cientista, químico, físico, mecânico e matemático, trabalhou junto com Leibniz na elaboração do cálculo infinitesimal. Durante sua trajetória, ele descobriu várias leis da física, entre elas, a lei da gravidade.

                                                           Leis de Newton

1ª Lei (Lei da Inércia) - Um corpo permanece em repouso ou em movimento rectilíneo e uniforme se sobre ele não actuar qualquer força ou se for nula a resultante das forças que sobre ele actuam;

2ª Lei (Lei Fundamental da Dinâmica) - Uma aceleração é proporcional à força que actua sobre um corpo sendo a massa do corpo a constante de proporcionalidade (F=m.a);

3ª Lei (Lei da Acção-Reacção) - Quando um corpo exerce sobre outro uma força, o segundo exerce sobre o primeiro uma força de igual intensidade mas de sentido contrário.

Por: Adriele Caetano

Termologia (parte 2) - TERMÔMETROS E ESCALAS TERMOMÉTRICAS.

    Termômetro é um aparelho que permite medir a temperatura dos corpos.


Uma escala termométrica corresponde a um conjunto de valores numéricos onde cada um desses valores está associado a uma temperatura.

Para a graduação das escalas foram escolhidos, para pontos fixos, dois fenômenos que se reproduzem sempre nas mesmas condições: a fusão do gelo e a ebulição da água, ambos sob pressão normal.

   Ponto Fixo: corresponde à temperatura de fusão do gelo, chamado ponto do gelo.

   Ponto Fixo: corresponde à temperatura de ebulição da água, chamado ponto de vapor.



O intervalo de 0ºC a 100ºC e de 273K a 373K é dividido em 100 partes iguais e cada uma das divisões corresponde a 1ºC e 1K, respectivamente. Na escala Fahrenheit o intervalo de 32ºF a 212ºF é dividido em 180 partes.

A escala Fahrenheit é usada, geralmente, nos países de língua inglesa. A escala Kelvin é chamada escala absoluta de temperatura.

- Equação Termométrica:

Podemos relacionar a temperatura de um corpo com a propriedade termométrica através da função de 1 o . grau: t = aG + b

Em que: a e b são constantes e a ¹ 0.

G é a grandeza termométrica.

t é a temperatura.

Essa função é denominada equação termométrica.

Exemplo: Num termômetro de mercúrio a altura da coluna líquida é de 4cm e 29cm, quando a temperatura assume os valores 10ºC e 60º C, respectivamente.

• Qual a equação termométrica desse termômetro na escala Celsius?

• Qual a temperatura quando a coluna de mercúrio atingir altura de 15cm?



Resolução:

•

t = 4G - 16

• Quando G = 15cm, temos:

t = 4G - 16 ==> t = 4 . 15 - 16

t = 44ºC

- Relações entre as escalas:

Supondo que a grandeza termométrica seja a mesma, podemos relacionar as temperaturas assinaladas pelas escalas termométricas da seguinte forma:




Exemplo: Transformar 35ºC em ºF.



F = 95ºF


Por:Geovana Rodrigues

Termologia: DIFERENÇA ENTRE TEMPERATURA E CALOR.

     A termologia (termo = calor, logia = estudo) é o ramo da física que estuda o calor e seus efeitos sobre a matéria. Ela é o resultado de um acúmulo de descobertas que o homem vem fazendo desde a antiguidade, sendo que no século XIX atinge o seu clímax graças a cientistas como Joule, Carnot, Kelvin e muitos outros.

    - Temperatura e Calor:

Temperatura : As partículas constituintes dos corpos estão em contínuo movimento. Entende-se temperatura como sendo uma grandeza que mede o estado de agitação das partículas de um corpo, caracterizando o seu estado térmico.

Calor : É uma forma de energia em transito de um corpo de maior temperatura para outro de menor temperatura.

       

Estabeleceu-se como unidade de quantidade de calor a caloria (cal).

Denomina-se caloria (cal) a quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de um grama de água de 14,5ºC a 15,5ºC, sob pressão normal.

No Sistema Internacional de unidades a unidades de quantidade de calor é o Joule (J). A relação entre a caloria e o Joule é: 1 cal = 4,186 J. Podemos utilizar também um múltiplo de caloria chamado quilocaloria.

1Kcal = 1000 cal

Equilíbrio térmico : Dois corpos, com temperaturas iniciais diferentes, postos em contato, depois de certo tempo atingem a mesma temperatura. Esse estado final chama equilíbrio térmico. 

Por: Geovana Rodrigues

ÓTICA GEOMÉTRICA

O primeiro assunto abordado será a ÓTICA GEOMÉTRICA, que é a parte da Física que estuda a luz e seus efeitos, um ramo da óptica que é baseado principalmente na noção de um feixe de luz . Esta abordagem simples permite a construção das imagens geométricas que dão o seu nome. A óptica geométrica usa como ferramenta de estudo a geometria.

Em relação às FONTES DE LUZ (que são corpos capazes de emitir luz, seja ela própria ou refletida), podem ser classificadas como:

• Fontes de luz Primárias: São fontes de luz que emitem luz própria. Elas podem ser: Incandescentes: Quando emitem luz a altas temperaturas. Ex: O Sol, a chama de uma vela e as lâmpadas de filamento. Luminescentes: Quando emitem luz a baixas temperaturas. As fontes de luz primária luminescentes poder ser fluorescentes ou fosforescentes. Fluorescentes: emitem luz apenas enquanto durar a ação do agente excitador. Ex: Lâmpadas fluorescentes. Fosforescentes: Emitem luz por um certo tempo, mesmo após ter cessado a ação do excitador. Nessas fontes de luz a energia radiante é proveniente de uma energia potencial química. Ex: Interruptores de lâmpadas e ponteiros luminosos de relógios.

• Fontes Secundárias: São aquelas que emitem apenas a luz recebida de outros corpos. Ex: Lua, cadeiras, roupas etc.

• Fontes pontuais ou puntiformes: quando suas dimensões são desprezíveis em relação a um ambiente em estudo ou uma fonte representada por um único ponto emitindo infinitos raios de luz. Ex: uma pequena lâmpada num estádio de futebol.

• Fontes extensas: quando suas dimensões são relevantes a um ambiente em estudo ou uma fonte constituída de infinitos pontos de luz. Exemplos: Uma lâmpada próxima a um livro, o Sol iluminando a Terra, etc.

Nossos estudos sobre a Óptica é feito basicamente através do conceito do raio de luz e PRINCÍPIOS ÓPTICOS. São estes:

• Lei da Propagação Retilínea da Luz: A luz só se propaga em linha reta.

• Reversibilidade da luz: O caminho da luz na ida é o mesmo na volta.

• Independência dos raios de luz: Dois raios que se encontram num ponto, não interferem um no outro.

Quanto aos MEIOS ÓPTICOS: 

• Meio Transparente: é aquele meio que permite a propagação regular da luz possibilitando a formação de uma imagem nítida dos objetos. Ex: ar, vidro, papel celofane, etc.

• Meio Translúcido: é o meio que permite a propagação irregular da luz e observador não vê o objeto com nitidez através do meio. Ex: vidro fosco, papel vegetal, tecido fino, etc.

• Meio Opaco: é o meio que não permite a propagação da luz. Ex: parede, madeira, tijolo, etc.

FENÔMENOS ÓPTICOS:

Reflexão regular: a luz incidente em S volta ao mesmo meio, regularmente. Ocorre quando S é uma superfície metálica bem polida (espelhos).

Reflexão irregular ou Difusão: a luz incidente em S volta ao mesmo meio, irregularmente. Ocorre quando S é uma superfície rugosa.

Refração: a luz incidente atravessa S e continua a se propagar no outro meio. Ocorre quando S separa dois meios transparentes (ar e água, água e vidro, etc.)

Absorção: a luz incidente em S não se reflete e nem se refrata. A luz, que é uma forma de energia radiante, é absorvida em S, aquecendo-a. Ocorre, por exemplo, nos corpos de superfície preta (corpos negros).

Por: Íngrid Facundo

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