O desenvolvimento da astronomia óptica

O desenvolvimento da astronomia está diretamente ligado a óptica, sem um bom instrumento seria impossível observar os satélites de Júpiter, os anéis de Saturno, as calotas polares de Marte, as crateras, planícies e cordilheiras de montanhas na Lua e muitas outras coisas que veremos adiante.

Atualmente podemos encontrar telescópios cada vez melhores, e cada vez mais acessíveis, graças ao desenvolvimento da eletrônica, da informática, da óptica e da mecânica. Também é possível encontrar vasto material sobre astronomia tais como, programas de computadores que apresentam previsões de fenômenos, cartas celestes, guias práticos, livros, anuários astronômicos e não podemos deixar de citar a rede mundial de computadores.

Historicamente, a astronomia óptica (também chamada de astronomia da luz visível) é a forma mais antiga da astronomia. Imagens ópticas eram originalmente desenhadas à mão. No final do século XIX e na maior parte do século XX as imagens eram criadas usando equipamentos fotográficos. Imagens modernas são criadas usando detectores digitais, principalmente detectores usando dispositivos de cargas acoplados (CCDs). Apesar da luz visível estender de aproximadamente 4000 Å até 7000 Å (400 nm até 700 nm), o mesmo equipamento usado nesse comprimento de onda é também usado para observar radição de luz visível próxima a ultravioleta e infravermelho.

Fontes:

http://www.fernando.tavares.nom.br/astronomia/estrela.htm

http://pt.wikipedia.org/wiki/Astronomia

Experimentos com a luz solar

Primeiro experimento:

Materiais:

- Caixa de sapato ( sem tampa)

- Papel alumínio

- Papel filme

- Copo de vidro transparente

Montando:

Forre a caixa internamente com o papal alumínio, ponha o copo com certa quantidade de agua dentro desta, e por fim forre-a tampando, com o papel filme.

O objeto do experimento é analisar a variação da temperatura e calcular o calor sensível; para calcula-lo voltaremos a colorimetria:

Q=m.c. ΔT onde, Q= quantidade de calor, m=massa, c= calor especifico da substancia (na caso do experimento onde utilizamos a aguas seu calor especifico corresponde a 1cal/g°C), ΔT=variação de temperatura.

Dados do experimento da caixa:

T°= 29°C

T= 55°C

m= 90 ml= 90g

Tempo= 60min= 3600seg

ΔT= 55-29=26°C

Q=m.c. Δt

Q=90.1.26= 2340cal x 4,2J= 9828J

P=ΔE/ΔT= Q(J)/ ΔT(s)= 9828/3600=2,73W

Segundo experimento:

Materiais:

- Copo de vidro transparente

- 2 lupas de mão

Fazendo funcionar:

Ponha uma certa quantidade de agua em um copo, segure as duas lupas fazendo com que seu foco fique na agua

Dados do experimento da lupa:

T°= 29°C

T= 38°C

m= 90 ml= 90g

Tempo= 30min= 1800seg

ΔT= 38-29=9°C

Q=m.c. Δt

Q=90.1.9 = 810cal x 4,2J= 3402J

P=ΔE/ΔT= Q(J)/ ΔT(s)= 3402/1800=1,89W

Questões da UEFS (Universidade Estadual de Feira de Santana) sobre óptica

01 - (UEFS) Uma lâmina de faces paralelas, construída de forma que uma das suas faces é espalhada internamente, está imersa no ar. Um raio luminoso, propagando-se no ar, incide, com ângulo i, na face não espelhada e é refratado. Em seguida, o raio é refletido na face espelhada e volta ao ar, depois de ser novamente refratado. O ângulo de refração, no retorno de raio luminoso da lâmina para o ar, é igual a:

a) i/2

b) i

c) 3i/2

d) 2i

e) 5i/2

Resposta: B.

O ângulo de incidência (i) é igual ao ângulo de refração (r').

02 - (UEFS BA) Um motorista olha para o seu retrovisor e vê a imagem de seu rosto, como sendo direita e cinco vezes menor. Estando o motorista a 60,0cm do retrovisor, é correto afirmar que o tipo de espelho e o módulo do raio de curvatura desse espelho são, respectivamente:

a) plano e 10,0cm

b) côncavo e 10,0cm

c) convexo e 25,0cm

d) côncavo e 20,0cm

e) convexo e 30,0cm

Respota: E.

o (altura do objeto) = o

i (altura da imagem) = o/5

p (posição do objeto) = 60 cm

p' (posição da imagem) = ?

f = ?

R = 2.f = 2.(-15) = -30

i/o = -p'/p

i.p = -p'.o

o/5.60 = -p'.o

12.o = -p'.o

-p' = 12.o/o

-p' = 12.(-1)

p' = -12

1/f = 1/p + 1/p'

1/f = 1/60 + 1/-12

1/f = 1 - 5/60

1/f = -4/60

-4f = 60

f = 60/-4

f = - 15

O raio é igual a 30, e o sinal de negativo significa que o espelho é convexo.

03 - (UEFS) Uma bandeira do Brasil é colocada em um ambiente completamente escuro e iluminada com luz monocromática verde. Nessa situação, ela será vista, por uma pessoa de visão normal, nas cores:

a)verde, preta e branca

b)verde, amarela e branca

c)verde e amarela

d)verde e preta

e)verde e branca

Resposta: D.

A cor de um objeto é dada pela cor que ele reflete. As cores da bandeira são verde, amarelo, branco e azul. Quando a luz monocromática verde incide sobre ela, o amarelo e azul como refletem apenas as suas cores e absorvem as outras iram ser vistas como preto. O verde irá refletir sua cor, que está presente na luz. E o branco reflete todas as cores, e como só há a cor verde na luz, ele apenas irá refletir esta, por isso será visto dessa cor.

04 - (UEFS 2010.2) Um espelho esférico conjuga, de um objeto real, de 6,0 cm de altura, uma imagem direta com 8,0cm de altura, sendo ambas perpendiculares ao eixo principal. Considerando o objeto a 20,0cm do espelho, é correto afimar que:

A) o raio da curvatura do espelho é igual a 60,0cm

B) o espelho esférico é convexo.

C) o aumento linear transversal é igual a 8,0cm

D) a imagem obtida é real e a 40,0cm do espelho

E) a distância focaldo espelho é gual a 80,0 cm

Resposta: E.

A = p'/p = 8/6 = 4/3

A = f/f-p

4/3 = f/f-20

4(f - 20) = 3f

4f - 3f = 80

f = 80 cm.

Instrumentos Ópticos

Os instrumentos ópticos possuem a utilização bem comum no nosso cotidiano como, por exemplo, o microscópio, a luneta, a lupa, projetores, e o olho humano. Abaixo vamos falar um pouco sobre alguns deles:

O olho humano

O olho humano é possuí uma estrutura complexa e considerada como uma lente biconvexa, chamada de cristalino, que está situado na região anterior ao globo ocular. Atrás dessa região, nos "fundos" do globo está localizada a retina, que funciona como um anteparo sensível à luz, e é sobre esse anteparo que se formada as imagens. As sensações luminosas captadas pela retina são levadas através do nervo ótico para o cérebro.

A Máquina Fotográfica

Muito utilizado no cotidiano, esse tipo de instrumento óptico possuí um funcionamento bem parecido ao olho humano.

Constituído por um sistema de lentes, chamado objetiva, que funciona como uma lente convergente, formando uma imagem invertida e real do objeto fotografado.

A imagem quando é captidada fica gravada no filme por meio de algumas reações químicas, que acontecem quando a luz que vem do objeto incide sobre o filme.

A Lupa

Composta por uma lente convergente que fornece uma imagem virtual, direita e maior que o objeto. Esse aumento ocorre porque o objeto é colocado entre a lente convergente e o foco da mesma, e o aumento será cada vez maior quanto menor for a distância focal da lente.

Por ser utilizada para observar pequenos objetos, ela é popularmente denominada como lente de aumento.

Fonte: http://www.mundoeducacao.com.br/fisica/os-instrumentos-opticos.htm

Ametropia

Ametropia é o termo dado quando a refração ocular causa a perda da nitidez da imagem na retina, como exemplos de ametropias temos a miopia, hipermetropia, presbiopia, astigmatismo, estrabismo, catarata e daltonismo. A correção dessas ametropias é feita através de lentes divergentes, convergentes, cilíndricas, prismáticas ou ate mesmo por meio de cirurgia para a implantação de uma lente artificial.

Principais defeitos na visão:

MIOPIA

A miopia é caracterizada pela dificuldade do miupe de enxergar objetos mais distantes.Apresenta como defeito o achatamento do globo ocular, provocando um alongamento no eixo óptico, por isso a imagem é formada antes da retina. A correção é feita através de lentes divergentes.

HIPERMETROPIA

Caracterizada pela dificuldade de enxergar os objetos mais próximos, causado pelo encurtamento do globo ocular. É corrigida com o uso de lentes convergentes.

ASTIGMATISMO

O portador do problems apresenta um defeito na córnea, com raios de curvatura irregulares, ocasionando uma visão manchada dos objetos.

A correção é feita com o uso de lentes cilíndricas.

PRESBIOPIA

Conhecida popularmente como "vista cansada". Não é uma anomalia física, mas é decorrente da idade. Apresenta como defeito o endurecimento do cristalino, causado a perda da capacidade de acomodação visual. A correção é feita com o uso de lentes convergentes.

ESTRABISMO

É um defeito na incapacidade de dirigir para um mesmo ponto os eixos ópticos dos olhos. A correção é feita com o uso de lentes prismáticas.

CATARATA

Encontrado geralmente em pessoas de maior idade, é causado pela opacidade do cristalino. A correção é feita com a substituição do cristalino por uma lente artificial, através de uma cirurgia.

Fonte: http://www.algosobre.com.br/fisica/ametropias.html