1. Propagação da Luz

A luz se propaga em linha reta em meios homogêneos, isotrópicos e transparentes. Essa característica é explicada pelo princípio da propagação retilínea da luz.

• Exemplo: A formação de sombras ao colocar um objeto diante de uma fonte luminosa.

Velocidade da luz: No vácuo, a luz viaja a aproximadamente 3×108 m/s3 \times 10^8 \, \text{m/s}3×108m/s. Em meios materiais, como água e vidro, essa velocidade diminui.

2. Sombra e Penumbra

Quando um objeto opaco bloqueia parcialmente a luz, formam-se regiões de sombra e penumbra:

• Sombra: Região completamente escura onde a luz não atinge.

• Penumbra: Região parcialmente iluminada devido à extensão da fonte luminosa.

• Exemplo: Durante um eclipse solar, a sombra é a região de totalidade (eclipse total) e a penumbra é a região de parcialidade (eclipse parcial).

3. Opacidade, Transparência e Translucidez

Esses conceitos caracterizam a interação da luz com diferentes materiais:

• Opaco: Não permite a passagem de luz. Exemplo: Madeira.

• Transparente: Permite a passagem da luz sem distorções. Exemplo: Vidro.

• Translúcido: Permite a passagem da luz, mas de forma difusa. Exemplo: Vidro fosco.

4. Câmera Escura

A câmera escura é um dispositivo simples que demonstra a propagação retilínea da luz. Consiste em uma caixa fechada com um pequeno orifício por onde entra a luz, projetando uma imagem invertida do lado externo no interior da caixa.

• Exemplo: O funcionamento das máquinas fotográficas antigas.

5. Fundamentos das Cores

A luz branca é composta por diversas cores, como demonstrado por Newton em seu experimento com prismas. Essas cores correspondem a diferentes comprimentos de onda do espectro visível.

• Cores primárias da luz: Vermelho, verde e azul (RGB). A combinação dessas cores produz as demais.

• Fenômenos ópticos relacionados às cores:

  • Dispersão: Separação das cores ao atravessar um prisma.

  • Reflexão: Cor de um objeto depende da luz que ele reflete. Exemplo: Um objeto verde reflete luz verde e absorve as outras cores.

  • Refração: Mudança de direção da luz ao passar de um meio para outro.

6. Reflexão da Luz

Ocorre quando a luz incide sobre uma superfície e retorna ao meio de origem. Existem dois tipos:

• Reflexão regular: Acontece em superfícies lisas. Exemplo: Espelhos.

• Reflexão difusa: Acontece em superfícies rugosas. Exemplo: Parede.

7. Refração da Luz

É a mudança de velocidade e direção da luz ao atravessar meios de diferentes densidades.

• Exemplo: Um canudo parece quebrado ao ser parcialmente submerso em um copo com água.

A refração é descrita pela Lei de Snell-Descartes:

n1​⋅sinθ1​=n2​⋅sinθ2​ 

8. Princípios da Óptica Geométrica

• Princípio da propagação retilínea: A luz se propaga em linha reta.

• Princípio da reversibilidade: O caminho da luz não depende da direção de propagação.

• Princípio da independência dos raios de luz: Raios de luz não interferem entre si.

9. Exemplos de Fenômenos Ópticos

1. Arco-íris: Formado pela dispersão e reflexão interna da luz em gotas de água.

2. Espelhos: Utilizam a reflexão da luz para formar imagens (planos e esféricos).

3. Lentes: Usam a refração para convergir ou divergir raios de luz, formando imagens ampliadas ou reduzidas.