gref - optica

8/14/2019 GREF - Optica

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15. As cores da luz e a sua explicao

16. Imagem quntica no filme e na TV

17. A luz e a cor das estrelas

18. Laser

13. As cores da luz e a sua composio

14. As cores da luz e a sua complicao

22. As lentes esfricas

23. Os instrumentos pticos

6. Acertando cmara e filme

7. A videogravao ou cmara de TV8. De olho no olho

9. Duas pticas

1. A viso

2. Uma viso do curso

3. Recepo e registro de imagens

4. A cmara escura

5. Foto + grafar

10. Fontes de luz (e de calor)

11. O carter eletromagntico da luz

12. As cores da luz e a sua decomposio

19. Espelhos planos

20. Espelhos esfricos

21. Defeitos da viso

leituras de

fsicaGREF

para ler, fazer e pensarPTICA

1 a 23

Vol. 2parte B


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Leituras de Fsica uma publicao do

GREF - Grupo de Reelaborao do Ensino de FsicaInstituto de Fsica da USP

EQUIPE DE ELABORAO DAS LEITURAS DE FSICAAnna Ceclia Copelli

Carlos Toscano

Dorival Rodrigues TeixeiraIsilda Sampaio Silva

Jairo Alves Pereira

Joo Martins

Lus Carlos de Menezes (coordenador)

Lus Paulo de Carvalho Piassi

Suely Baldin Pelaes

Wilton da Silva Dias

Yassuko Hosoume (coordenadora)

ILUSTRAES:Fernando Chu de Menezes

Mrio Antonio Kanno

COLABORADOR ACADMICO:Marcelo de Carvalho Bonetti

ELABORADORES PARTICIPANTES DE ETAPAS ANTERIORES:Cassio Costa Laranjeiras

Cintia Cristina Paganini

Marco Antonio Corra

Rebeca Villas Boas Cardoso de Oliveira

APLICADORES: Centenas de professores do ensino pblico, com seusalunos, fizeram uso de verses anteriores de diferentes partes desta

publicao, tendo contribudo para sua avaliao e aper feioamento, que

deve prosseguir na presente utilizao.

Financiamento e apoio:

Convnio USP/MEC-FNDE

Subprograma de educao para as Cincias (CAPES-MEC)

FAPESP / MEC - Programa Pr-Cincia

Secretaria da Educao do Estado de So Paulo - CENP

A reproduo deste material permitida, desde queobservadas as seguintes condies:

1. Esta pgina deve estar presente em todas as cpiasimpressas ou eletrnicas.

2. Nenhuma alterao, excluso ou acrscimo de qualquerespcie podem ser efetuados no material.

3. As cpias impressas ou eletrnicas no podem serutilizadas com fins comerciais de nenhuma espcie.

fevereiro de 2006

GREF

Grupo de Reelaborao do Ensino de FsicaInstituto de Fsica da USP

Rua do Mato, travessa R, 187Edifcio Principal, Ala 2, sala 303

05508-900 - So Paulo - SP

fone: (11) 3091-7011fax: (11) 3091-7057

Site oficial: www.if.usp.br/gref


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Apresentao

O GREF, Grupo de Reelaborao do Ensino de Fsica, reuniu por vrios anos no Instituto de Fsica da Universidade de So Pauloalguns docentes universitrios e vrios professores da rede estadual paulista de ensino pblico. Essa equipe, dedicada aoaperfeioamento em servio de professores de fsica, apresentou em trs livros1 sua proposta de ensino. Em seguida, concebeuestas Leituras de Fsica para alunos, que tm sido continuamente aperfeioadas a partir de sugestes decorrentes de suaaplicao escolar.A concepo de educao dialgica de Paulo Freire, na discusso de temas da vida real, est entre as que inspiraram o trabalho

do GREF, resultando em critrios incorporados s Leituras, mas que podem ser explicitados para os professores que as utilizem: Processos e equipamentos, do cotidiano de alunos e professores, interligam a realidade vivida e os contedos cientficos

escolares, o que facilita o desenvolvimento de habilidades prticas nos alunos, associadas a uma compreenso universalda fsica.

Os alunos so interlocutores essenciais, desde o primeiro dia, participando do levantamento temtico de conceitos,equipamentos e processos relacionados ao assunto tratado, como Mecnica, Termodinmica, ptica ouEletromagnetismo.

A linguagem e o formato das Leituras procuram facilitar seu uso e cadenciar o aprendizado. Uma primeira pginaapresenta o assunto, duas pginas centrais problematizam e desenvolvem os contedos cientficos e uma quarta pginasugere atividades, exerccios e desafios.

O nmero de Leituras leva em conta a quantidade de aulas usualmente reservadas fsica, para poupar o professor danecessidade de promover cortes substanciais nos contedos gerais e especficos tratados.

O trabalho desenvolvido pelo GREF, que tambm teve eco nos Parmetros Curriculares Nacionais para o ensino de Cincias eMatemtica, d margem aos professores de cincias em geral a tratar as suas disciplinas de forma articulada com o aprendizadoda fsica. As Leituras de Fsica do GREF para alunos tm sido utilizadas h vrios anos na forma de apostilas, em nossa redeestadual e em nvel nacional, numa grande variedade de escolas pblicas de ensino mdio regular e de ensino tcnico.Professores e alunos tm feito uso de cpias obtidas diretamente pela internet2, e espera-se que isso continue acontecendo,sem finalidade lucrativa.

Os que conceberam estas Leituras se alegram com a presente edio, pela Secretaria de Educao do Estado de So Paulo, quefar chegar o resultado de seu trabalho a um nmero maior de alunos, na forma de trs livros.

Bom trabalho!

Coordenadores e elaboradores do GREF/IFUSP

1 Mecnica (Vol. 1); Fsica Trmica e ptica (Vol. 2) e Eletromagnetismo (Vol. 3), publicados pela EDUSP, Editora da Universidade de So Paulo.2www.if.usp.br/gref


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1A viso

O que vemos e o queno vemos pode ser

registrado e ampliadopor instrumentos

pticos. Os olhos e a

memria so nossosinstrumentos naturais.


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1 A visoA primeira grande revoluo no registro visual de fatosocorreu com a descoberta da fotografia, porque tornavapossvel, a qualquer pessoa, fixar as imagens que desejasse.

O cinema, por sua vez, popularizou as artes cnicas, sendoquase "atropelado" pela televiso, que leva as imagensdinmicas para a casa do espectador. Finalmente, a video-

gravao permite gravar cenas com a mesma facilidadecom que, antigamente, s se podia fotografar.

Na realidade, mais fcil entender como funciona umamquina fotogrfica, um projetor de cinema, uma tela de

TV, do que saber como vemos e registramos imagens emnosso crebro.

Talvez o problema seja que, de todos esses aparelhos de"ver e registrar", o olho e o crebro humano so os nicosque no fomos ns quem inventamos... Neste curso deptica, vamos poder compreender como tudo isso ocorre.

- Que coisa linda!!!

- Fotografou?

- No...

- Ento perdeu...

- Perdi nada. Est gravado na memria!

uma pena no poder mostrar para os outros certas cenasque nossa memria registra. A gente pode contar, masno a mesma coisa. Desde tempos remotos, o ser humanosempre desejou deixar gravadas cenas de coisas que lheso importantes. Figuras de animais de caa, por exemplo,foram encontradas em interiores de cavernas, redutos dohomem pr-histrico. As artes visuais, inicialmente pinturasou desenhos e mais tarde fotos e videogravaes, tm

registrado objetos do desejo, informaes, emoes emomentos da histria.

Da parede das cavernas para o papel levou muitos milharesde anos, das tintas at a inveno da fotografia (1826)centenas de anos, at o cinema (1895) dezenas e maisoutras dezenas at chegarmos gravao magntica em

vdeo. So todas construes da mesma mente humanaque, desde que se formou, aprendeu a gravar cenas namemria...


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A ptica o qu?

- Lus, voc foi hoje ptica buscar seus culos?

Nesta pergunta, a palavra ptica se refere loja que faz oaviamento de receitas do oculista, tambm chamado deoftalmologista, e comercializa instrumentos pticos, comoculos, lunetas, mquinas fotogrficas e cmeras de vdeo.

Como parte da fsica, a ptica o estudo de fenmenosligados luz e viso. A viso responsvel por grandeparte das informaes que recebemos. Nossos olhos sosensveis luz, como nossos ouvidos ao som, ou nossapele ao calor e ao toque. Se nenhuma fonte emitir o som,nada h que os ouvidos escutem. Da mesma forma, ascoisas tm de ser iluminadas ou luminosas, para que as

enxerguemos, ou seja, devem emitir ou refletir a luz paraser vistas.

H pessoas que enxergam mal de longe, outras de perto.Os culos so lentes para corrigir deficincias de viso.Outros instrumentos pticos, como a lupa e o microscpio,por exemplo, nos auxiliam quando queremos examinar

um objeto muito pequeno, cujos detalhes nem seriamvisveis a olho nu. Os raios X, ento, nos permitem ver egravar at estruturas fora do alcance da luz comum.

A ptica permite compreender muitos instrumentos, nosquais lmpadas, telas, lentes e espelhos so partesessenciais, entender a natureza das cores, nas figurasimpressas, nas fotos, na tela de TV e, antes de mais nada,a ptica permite compreender a viso. Vamos iniciar oestudo da ptica pedindo a voc que relacione todos osinstrumentos, situaes e processos que associa com a viso.

Faa uma lista quecontenha

instrumentos,

situaes e processos,

procurando discutir

que tipo de relao

eles tm com a viso.

Mesmo objetos grandes e brilhantes, como as estrelas nocu ou as estrelas no palco, podem ser tambm difceis de

ver, se estiverem muito afastados de ns. Para esses casosos instrumentos pticos indicados so o telescpio, a lunetaou o binculo. Os astrnomos vasculham os cus, outrosquerem detalhes nos esportes, sem falar de alguns

moradores de apartamento...

Os espelhos servem para mais coisas do que para a gentese admirar; so retrovisores em veculos, so periscpiosem submarinos e elevadores, e, em formato parablico,so ampliadores de imagem nos telescpios de reflexo.


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A percepo que temos do mundo resulta de umacombinao de sentidos, processada simultaneamente emnosso crebro. Um rudo ao nosso lado pode fazer comque nos voltemos para olhar algo que antes no havamosnotado. Um cheiro desagradvel pode fazer com queinvestiguemos a sola de nossos sapatos, para ver se pisamos

em algo... Da mesma forma, levamos s narinas uma florcuja beleza nos atraiu.

LEITURA - A viso

A maior parte da percepo humana visual, uma outraparte significativa sonora e os demais sentidos, o tato, oolfato e o paladar, exceto em circunstncias especiais, tmfuno complementar. Tambm por isso, as extenses da

viso e da memria visual ou as extenses da audio eda memria auditiva so muito mais numerosas econhecidas que as extenses dos demais sentidos.

QUESTES

1) EM QUE CONDIESUMOBJETO PODE SER VISTO?

(VEJAASEGUNDAFIGURADAPGINAANTERIOR)

2) EXAMINEUMOBJETOQUALQUERAOLHONU,DESPOIS OBSERVE-O COMUMALUPA. DESCREVAOSDETALHESQUE VOCSPERCEBEU DEPOIS QUEUSOU

ALUPA.

Talvez, mais do que qualquer outra forma de observao,a viso nos permita, imediatamente, uma percepopanormica. Com o tato, no podemos perceber atemperatura ou textura de objetos distantes, pois no temos"teletato".

A audio j se parece um pouco mais com a viso, pelofato de termos dois olhos e dois ouvidos para poder ver eouvir em trs dimenses, ou pela comparao possvel

entre cores e timbres.

O telescpio, o microscpio, o radar, a televiso, a fotografia,a radiografia, o cinema e a videogravao, o alto-falante, ordio, as gravaes de som em fitas e discos so maissignificativos e freqentes do que os sistemas de ampliaoe registro de temperaturas, de presses, de sabores e decheiros.

VOC CONHECEO TELEOLFATO?Tente imaginar a percepo de um cego ao apalpar umtringulo de carto ou um disco de ferro, a maneira comoele guarda essas formas em sua memria e as reproduzdesenhando. Voc sabe o que a escrita Braille?

VOCDIRIAQUEOCEGOVCOMASMOS?Assim como se pode comparar a leitura do cego com otato de formas em geral, podemos comparar a imprensaescrita com a reproduo de imagens e a fotografia.

As mensagens publicitrias fazem uso das imagens, daescrita e do som, reproduzindo fala e msica. Tente lembrarde formas associadas ao que voc consome. Por exemplo,formato de garrafas, logotipos, jinglesmusicais,

De quais figuras geomtricas voc se lembra? Do aspectode quais animais e plantas, do rosto de que pessoas? Doformato de quantos objetos? Em preto e branco ou em

cores? Desenhe um crculo, uma mesa, uma aranha, umcoqueiro, uma moa.

DEQUE "FITA" VOCTIROUESTAS IMAGENS?COMOAS GUARDOU?


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2Uma viso do curso

Receptores ou

registradores de

imagens. Fontes, filtros

de luz e cor. Projetores

e ampliadores deimagens.

Vamos organizar em grupos os

instrumentos, situaes e processos

pticos?


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2 Uma viso do curso

Receptores e registradores de imagens

Enxergamos porque o olho um sistema sensvel luzproveniente de objetos, luminosos ou iluminados, querecebe e registra as imagens no crebro; do mesmo modo,uma mquina fotogrfica tambm capta e registra imagensem um filme fotogrfico, ou uma cmera de TV registra asimagens em uma fita magntica.

H outras formas de registro de imagens bem tradicionais,como a imprensa, ou mais modernas, como as copiadoraseletrostticas e impressoras de computadores.

Voc poderia sugerir algum critrio

para a classificao dos

instrumentos, situaes ou processos

pticos que listou na aula anterior?

Converse com seus colegas sobre os

instrumentos, situaes e processos

pticos que constam de suas listas e

procurem agrup-los de acordo

com algum critrio que considerem

razovel.

CLASSIFICANDO OS INSTRUMENTOS,SITUAES E PROCESSOS PTICOS

Vamos realizar esta classificao procurando escolher umcritrio que mais se ajuste ao nosso curso. Por isso pensamosem distribuir essas coisas em trs grupos:

O ato de classificar um rol de elementos ou coisas exigede ns um certo discernimento sobre eles. Ao fazer a listadesses elementos pticos, voc certamente j possuaalgum conhecimento sobre eles, por exemplo, em relao funo de cada um, o que eles permitem fazer, seu uso,entre outros, e por isso os colocou na lista, apesar de nocompreend-los totalmente.

Ao lado anotamos vrios elementos que, de algum modo,esto relacionados com a viso. Provavelmente a lista que

voc preparou seja parecida com esta.

Compare para ver o que est

faltando nessa lista ou na sua.

Voc incluiu o olho humano na sua

lista? Poderia inclu-lo? Justifique.

Neste momento voc est com uma lista de instrumentos,situaes e processos pticos, "doidinho" para estud-los.Por onde comear? Eis a questo!

Lembra quando estudou os seres vivos e o seu professorclassificou os animais em: mamferos, rpteis, insetos?... a mesma coisa...

A classificao uma maneira de iniciar o estudo de umassunto, de modo que os elementos a ser estudados jmostrem algum significado. No h um modo nico, nemo mais correto de classificar. Voc poder escolher algum

critrio para agrupar esses elementos, com base, porexemplo, no seu uso mais conhecido e imediato.

Classificando

Projetor de slidesMquina fotogrficaFlash

Tela de cinemaLentes

Tela de TVBinculoLmpada

TelescpioCmera de TVLaserEspelhoFotocopiadoraLupa

CinemaFilmadora de vdeoMicroscpioculosPeriscpioFogoCaleidoscpioPintura

TintasPigmentoFilmeRaios X

VelaSolArco-risCoresRetroprojetorMiragemIluso de pticaPiscina

Listo


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Alguns projetores de imagens

Ampliadores da viso

Alguns receptores e registradores de imagens

Fontes de luz

Os projetores de cinema ou deslides

projetam numa tela,ou superfcie clara, imagens transparentes que estoimpressas em um tipo de plstico chamado celulide, quefiltra a luz de uma lmpada que passa por ele. A lmpadaconstitui uma fonte de luz, e o celulide com as imagenscoloridas, um filtro de cores.

A tela da TV, que brilha, pode ser vista mesmo no escuroporque uma fonte de luz. As fotografias, desenhos outextos de uma pgina de revista s podem ser vistos seiluminados. As imagens impressas "filtram" a luz branca es "devolvem" a cor correspondente.

Para compreender como a luz, as cores e as imagens podemser produzidas, apresentaremos um modelo microscpicode matria e de luz. Esse modelo permitir interpretar ainterao luz-matria numa vela acesa, num tubo de TV,nas estrelas ou numa gravura.

Veremos como a luz branca do Sol uma combinao demuitas cores, que podem ser separadas, e que tambmexistem fontes de uma nica cor, como o laser.

Projetores e ampliadores de imagens

Existe uma srie de aparelhos constitudos de espelhos elentes que ajudam a ampliar nossa viso, em tamanho ouna abrangncia.

O espelho retrovisor de um automvel, por exemplo, ajudao motorista a enxergar outros automveis que se encontramatrs dele, ampliando seu campo de viso. Os marinheirosem um submarino conseguem ver o que se passa nasuperfcie do mar com o auxlio de um periscpio.

Os defeitos de viso podem ser corrigidos por vriasespcies de lente, como as de contato ou as dos culos.

As lunetas e os grandes telescpios ajudaram a descobrirum universo cheio de astros, impossveis de ser vistos aolho nu, ampliando o tamanho da imagem. J osmicroscpios permitem ver coisas muito pequenas. Vamoschamar todos esses aparelhos de ampliadores da viso.

Procuraremos entender como funcionam tais aparelhos pormeio de uma representao geomtrica das imagensformadas por eles, a partir de uma compreenso dapropagao da luz.


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Exerccios

2.2. Identifique, na "festinha de aniversrio", os instrumentos,dispositivos pticos ou coisas relacionadas viso.

Quais instrumentos ou dispositvos pticos esto presentesna cena do aeroporto?

receptores e

registradores de

imagens

fontes e filtros de

luz e cor

projetores e

ampliadores de

imagem

2.1. Complete a tabela com os aparelhos, situaes eprocessos que voc listou no final da aula 1.

2.4. Aps uma turn de cinco jogos nas I lhas Maurinas,sem nenhuma vitria mas com cinco derrotas, a entusisticatorcida do Arrancatoco F. C. recebe seus heris noAeroporto de Cumbuca, em Barulhos, PS. Um estudanteadversrio, com dor de cotovelo, ficou de longeobservando todo o alvoroo e aproveitou para fazer umlevantamento de dispositivos ou instrumentos ligados

viso e imagens, presentes ali no aeroporto, para iniciarseu estudo de ptica no colgio.

2.3. a) Quais deles poderiam ser colocados no grupo dosreceptores de imagens? Por qu?

b) Quais deles seriam fontes de luz?

c) Nessa festinha existe algum ampliador de imagens? Oualgum corretor de viso?

Justifique suas respostas.


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3Recepo e registro

de imagensA mquina fotogrfica, a

filmadora e o olho

humano: um paralelo entre

eles.

- Voc j viu o que tem dentro de uma mquina fotogrfica?- No.

- Ento no perdeu nada... exceto saber que no h muitacoisa para ver...


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3 Recepo e registro de imagens

A mquina fotogrfica

A procura de imagens cada vez mais ntidas sob as maisdiversas condies - de luminosidade, distncia, tempode durao do evento ou velocidade do objeto que sedeseja fotografar - levou introduo de uma srie dedispositivos na cmara escura, que mereceu ser rebatizadacomo mquina fotogrfica.

A mquina fotogrfica e seus dispositivos.

O diafragmapermite controlar a quantidade de luz queatinge o filme, e o obturadortapa a entrada da luz, s seabrindo por instantes quando se tira uma fotografia.

A posio do diafragma e a velocidade com que oobturador abre e fecha controlam a quantidade de luz queentra na mquina. As lentes, avanando ou recuando, focama imagem no filme.

A mquina fotogrfica

Em essncia, toda mquina fotogrfica uma caixainternamente preta e vazia, provida de um pequeno orifcio

por onde a luz, transmitida por um objeto, penetra eimpressiona um filme fotogrfico fixado no lado opostodesse orifcio.

A cmara escura e a imagem do cachorrinho

No sculo XVI j se sabia projetar uma imagem utilizandouma cmara escura semelhante da figura acima, mas nose conhecia a maneira de a registrar. Isso ocorreu somentetrs sculos depois, no ano de 1826, quando o francs

Joseph Niepce tirou a primeira fotografia usando uma cmaraescura e um material sensvel luz, o filme fotogrfico.

As cmaras escuras foram sendo aperfeioadas, atingindoum grau de sofistificao que muitas vezes chega aesconder a simplicidade da sua funo bsica: fazer comque a luz, proveniente de um objeto ou da cena que se

deseja fotografar, incida sobre o filme, formando nele umaimagem.

O visorpermite o enquadramento da cena que se desejafotografar. Um mal uso do visor produz fotos "cortadas".

1. visor

2. diafragma

3. espelho (mono-reflex)

4. lentes

5. filme

6. alavanca para deslocar o filme

7. trajetria da luz


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A filmadora de vdeo tambm semelhante mquinafotogrfica. A diferena est no registro da cena: enquantoa mquina fotogrfica e a filmadora de cinema registram acena em um filme por um processo fotoqumico, a filmadorade vdeo o faz numa fita magntica, por um processoeletromagntico. A fita magntica uma tira de plsticorecoberta por pequenas partculas de ferro, que podemser imantadas por campos magnticos gerados nacodificao das imagens.

Uma filmadora decinema

No olho normal, o cristalino focaliza as imagens na retina,uma membrana do tamanho de uma moeda na parte pos-terior do olho. Suas clulas tm a capacidade de transformara luz que recebe em impulsos nervosos. Estes so enviadosatravs dos nervos pticos at o crebro, que os interpretae registra como sensaes visuais. Neste ponto a analogiaentre o olho humano e a filmadora de vdeo mais forte: aretina corresponderia fita magntica, enquanto o crebrocorresponderia ao decodificador de sinais que os enviariapara a tela de TV.

Um paralelo entre o olho humano e a filmadora de vdeo

As filmadoras de cinema e de vdeo

A fotografia esttica evoluiu para o cinema dinmico quemostra as imagens em movimento. Os filmes cinemato-grficos nada mais so que uma sucesso de fotos tiradasem seqncia com intervalos de tempo pequenos eregulares, que ao ser projetadas numa tela, na mesma

freqncia, reproduz imagens dinmicas. A filmadora decinema , assim, uma mquina fotogrfica capaz de tirarfotos em seqncia, mas, j h algum tempo, vem sendosubstituda por filmadoras de vdeo, que produzemgravaes eletrnicas mais baratas e mais fceis dereproduzir.

O olho humano: um paralelo com a

filmadora de vdeo e a mquina fotogrfica

O olho humano semelhante, em muitos aspectos, filmadora de vdeo e mquina fotogrfica. Assim comona filmadora e na mquina, o olho humano tambm possuitrs componentes essenciais: um orifcio que controla a

entrada da luz, uma lente para melhor focar a luz numaimagem ntida e um elemento capaz de fazer o registrodessa imagem.

No olho humano a entrada de luz comandada por umamembrana musculosa, a ris, que abre ou fecha a pupila,um orifcio no centro do olho. Atrs da pupila encontra-seo cristalino, uma lente que capaz de focar objetosprximos ou distantes, pela mudana de sua curvatura,conseguida por msculos que envolvem o cristalino.

Uma foto Um filme de cinema Um filme de vdeo

A filmadora de vdeo pode gravar uma cena, registrando-anuma fita magntica, e tambm ser acoplada a um circuitode emisso de TV, capaz de enviar para o espao em formade ondas eletromagnticas a imagem codificada.

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ALGUMASSITUAESEMQUEALUZDO SOLDEIXASUAMARCA REGISTRADA

1. As banhistas de praia ficam com a marca do bquini nocorpo. Poderiam fazer uma "antitatuagem", expondo-se aosol com um adesivo de esparadrapo, por exemplo em forma

de estrela, colado pele.

2. Uma folha de jornal exposta ao sol por algum tempo ficadesbotada e amarelada.

3. As roupas que so postas para corar (quarar) ficam mais

brancas.

TODOS ESSESEXEMPLOS NOS MOSTRAMQUE OS MATERIAISDEUMMODOGERALSOSENSVEISLUZ, UNSMAISDO

QUE OUTROS. NO PROCESSO FOTOGRFICO, POR EXEMPLO, USADO UMMATERIAL ESPECIAL, CHAMADO PAPEL

FOTOGRFICO, TO SENSVELLUZQUE PARAMANUSE-LO NECESSRIO UMLOCALSEM CLARIDADE.

Questes

1. Nas situaes apresentadas a luz produz algum tipo dealterao na pele, no papel, no esparadrapo e no tecido.

Voc poderia explic-las?

2. Qual a funo da retina no olho humano e a que elacorresponde numa filmadora de vdeo?

3. Na filmadora de vdeo a imagem de uma cena registrada em uma fita magntica. Que outros tipos deregistro voc conhece que podem tambm ser feitos numafita magntica?

4. O normgrafo [aparelho de desenho constitudo devrias rguas de plstico, com formas geomtricas, letrase nmeros recortados que servem de moldes parareproduo das figuras e tipos] necessita de tinta parademarcao da figura. possvel usar a luz do sol parareproduzir uma de suas figuras? Discuta com seus colegasse isso pode ser feito.

5. Para tirar uma fotografia comum, necessrio um ma-terial muito sensvel luz, chamado papel fotogrfico.Discuta com seus colegas se possvel tirar uma "foto"com um papel comum. O que seria necessrio para isso?


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4A cmara escura

Como a imagem

formada numa

cmara escura

apenas com um

orifcio e com lente.

Nesta aula vamos

construir uma cmara

escura e aprender como

a imagem de um objeto formada.


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4 A cmara escuraCONSTRUA SUA CMARA ESCURA

De maneira bastante simples voc pode construir

uma cmara escura e, se desejar, sair por a

tirando fotografias. Para isso voc precisar

reunir algumas coisas.

material necessrio para fazer acmara escura

1. papelo de fundo preto de 30 cm x 60 cm

2. fita adesiva preta

3. folha de alumnio de 10 cm x 10 cm

4. papel vegetal de 20 cm x 20 cm

5. tesoura e alfinete

6. cola de papel

Procedimento

Risque com um lpis, no papelo, o molde de uma caixaretangular, recortando-o em seguida.

Dobre e cole as laterais formando a caixa com a parte pretapara dentro, deixando um fundo oco, no qual deve ser

colado o papel vegetal, que cobrir toda a rea aberta.

Moldes para construo da

cmara escura.

Do lado oposto onde ser colado o papel vegetal, faa umfuro no papelo com um prego. Fure com um alfinete a tira

de alumnio, fixando-a sobre o papelo, e centralize osdois furos, eliminando as possveis rebarbas.

Agora que sua cmara escura est pronta, voc pode,

com algum esforo e boa iluminao de um objeto,

observar projetada no papel vegetal a imagem que

entra pelo orifcio.

Atividades e questes

Apague a luz do seu quarto, feche janelas e portas,deixando-o escuro. Ilumine bem um objeto qualquer comuma lanterna, ou ento o seu objeto pode ser uma vela

acesa ou uma tela de TV ligada. Aponte a sua cmara escura

para o objeto.

a) Descreva o que voc observa.

b) Existe alguma posio entre a cmara e o objeto quepermite uma melhor observao dele?

c) Aumente o dimetro do orifcio com um preguinho erefaa as observaes. Voc percebe alguma diferena em

relao ao que viu antes?

COMOUSARACMARAESCURA?


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Agora faremos uma pequena mudana em sua cmaraescura: vamos adaptar a ela, no local onde antes era umorifcio, um determinado tipo de lente que capaz de

projetar mais nitidamente a imagem dos objetos sobre opapel vegetal.

Como fazer isso? Ondeencontro essa lente?

Pea a seu professor uma dessas lentes (denominadas lentesconvergentes) ou consiga a de uma lupa, que a mesmacoisa, e construa uma nova caixinha, s que agora ajustando

a lente no local onde antes estava o pequeno orifcio. Essanova cmara escura dever lhe fornecer melhores condiesde observar uma determinada imagem, como nasmquinas fotogrficas. Vamos ver se isso mesmo verdade!

a- Observe, com a nova cmara escura, a chama da vela.

b- Procure focalizar uma cena ou um objeto qualquer. Comoaparece a imagem?

c- Aproxime ou afaste a lente do objeto focalizado,procurando uma posio na qual a imagem formada seja amelhor possvel.

Alternativa

Voc tambm pode construir uma cmara escura com uma

lata de leite em p ou com uma caixa de sapatos. Faa o

furo no fundo da lata ou numa lateral da caixa e coloque opapel vegetal no lugar da tampa ou na lateral oposta. Estpronta uma cmara escura simples, porm com menos

recursos.

Cmara escura feita de lata

A luz em linha reta

Podemos compreender como a imagem de um objeto formada no papel vegetal colocado no interior de umacmara escura, ou mesmo sobre a nossa retina. Cada pontodo objeto luminoso ou iluminado emite ou reflete a luz em

todas as direes e, portanto, tambm na direo dopequeno orifcio. Como pudemos observar, a imagemprojetada, nessas condies, aparecer invertida.

Nesta figura desenhamos algumas linhas unindo pontos do objeto e

de sua imagem projetada no papel vegetal no fundo da cmara escura

Ao reproduzirmos a imagem da cena dessa forma, estamosconsiderando que a luz, emitida de cada ponto da imagem,se propaga em linha reta passando pelo orifcio e formando

a imagem da cena invertida.

Com esse modelo para propagao da luz, podemosestabelecer relaes geomtricas envolvendo tamanho da

cmara escura, tamanho do objeto e da imagem, distnciado objeto a ser fotografado, como no exemplo da questonumrica que se v direita:

PENSANDOVoc deve ter observado, com os dois tipos de

cmara escura, que as imagens dos objetos (ou

da chama da vela) aparecem invertidas no papel

vegetal. Discuta com o seu colega e procure dar

uma explicao para isso.

D/15 = 150/10 = 225 cm

ou

D = 2,25 metros

Observando a geometria

da figura acima que

corresponde posio da

cmara no momento de

"tirar" a foto, podemos

determinar a distncia D

usando semelhana de

tringulo.

Questo numrica

A que distncia deve ser

posicionada uma cmara

escura com dimenses de

100 cm2 (10 x10) de rea

de fundo por 15 cm de

comprimento de uma

esttua de 1,5 m de altura,

para mostr-la focalizada

de corpo inteiro no papel

vegetal?


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Questes

8. Compare uma mquina fotogrfica/fotografia com um aparelho de raios X/chapa dos pulmes.

9. H. G. Wells foi um escritor ingls, pioneiro da ficocientfica", que escreveu O Homem Invisvel. Discuta a

possibilidade de esse personagem enxergar.

2. Veja a ris de seus colegas num ambiente bem claro edepois num bem escuro. O que voc percebe?

1. Compare a ris de nosso olho com o diafragma damquina fotogrfica. Nas mquinas automticas o diafragmaalarga ou estreita o orifcio, dependendo da luminosidadeexistente. Nossa ris seria tambm automtica? Como

funciona?

7. Quando Clark Kent/Super-Homem querver alguma coisa escondida por uma parede,

usa seu superpoder da "viso de raios X"'.Mesmo para um extraterrestre de Kripton issoseria possvel?

Retrato do Homem

Invisvel ao natural,

na frente de uma

parede branca

3. Quais as condies necessrias para vermos nitidamenteum objeto?

4. Quais as condies necessrias para tirarmos uma boafotografia?

5. Compare as respostas das duas questes anteriores.

6. Complete a tabela fazendo as analogias:

pupila / ris

msculos

ciliares

orifcio

papel vegetal

tampa da

mquina

conjunto de

lentesfocalizar a

imagem

ajustar o foco


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5Foto + grafar

Uma folha sensvel luz

faz da cmara escura

uma mquina fotogrfica.


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5 Foto + grafarNa leitura anterior foi indicado como fazer vrias observaescom a cmara escura. Nesta, vamos mostrar como umacmara escura pode ser usada para fazer uma fotografia.

O processo simples. A imagem, anteriormente projetadano papel vegetal, pode tambm ser projetada diretamentesobre papel de revelao fotogrfica

O que se pode fazer com nossa cmara escura no precisado filme, indispensvel numa mquina fotogrfica comum.A diferena que podemos utilizar papel fotogrficocomum, que precisa ser "revelado" depois e funciona comonegativo para outro papel fotogrfico.

Tirar uma foto, ento, no se constitui numa tarefa difcil;precisamos, alm de uma cmara escura, de um papelfotogrfico e de uma "tcnica" para revelar e fixar a imagemfotografada. O papel fotogrfico voc poder encontr-lona ptica do seu bairro, ou ento encomend-lo a umfotgrafo.

TIRANDO UMA FOTO

Nesta atividade voc poder tirar uma foto usando a cmaraescura construda anteriormente. Para isso precisamos tomaralguns cuidados para que a foto saia com alguma qualidade.

1. O papel fotogrfico, como no poderia deixar de ser, muito sensvel luz, por isso, ao coloc-lo na posio dopapel vegetal de nossa cmara escura, devemos tomar osseguintes cuidados:

a- Trabalhar num ambiente escuro, que pode ser o seuquarto com portas e janelas fechadas e as frestas vedadaspor cobertores escuros.

b- Fixar o papel fotogrfico onde estaria antes o papel veg-etal com a parte brilhante voltada para o orifcio.

c- Ainda no ambiente escuro, tapar o pequeno orifcio eusar uma segunda caixa para fechar o fundo da primeira,onde foi colocado o papel fotogrfico, vedando-as comfitas adesivas pretas para impedir qualquer claridade.

d- Escolha a cena que deseja fotografar, de prefernciaalgo imvel e bem iluminado (num dia de bastante sol) e

aponte sua cmara para ela.

e- Agora preciso destapar o orifcio e, nas condiesacima, deix-lo aberto por uns quatro minutos. Esse otempo de exposio, que pode variar muito, conforme odimetro do orifcio e as condies de iluminao da cenaescolhida (faa alguns testes para definir o melhor tempo).

f- Se em vez de fotografar pelo orifcio pequeno, vocdecidir fotografar com lente, o tempo de exposio, namaioria dos casos, tem de ser menor que um segundo!

Aps esse tempo, feche novamente o orifcio

de sua cmara.

VOC J TIROU A FOTO, AGORA

NECESSRIO FAZER A REVELAO

REVELANDO E FIXANDO A FOTOGRAFIA

Para fazer a revelao da foto necessrio, primeiramente,de um lugar adequado, iluminado apenas com uma fracalmpada vermelha de 15 watts e ainda dispor de gua

corrente, como a de uma torneira. Se voc dispe de umambiente assim, o processo de revelao e fixao da fotofica mais fcil.

Basta agora comprar alguns produtos qumicos que tambmso vendidos nas lojas de material fotogrfico: o reveladore o fixador de imagens. Outra possibilidade usar a salaescura e os produtos da mesma ptica onde voc conseguiuo papel, se o dono deixar...


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A foto final est do seu agrado?

Bravo! Depois de toda essa canseira voc pode sair do seu

"laboratrio" com a foto na mo. Mas, ateno, ela poderno estar do seu agrado. Isso pode ter ocorrido por vriosmotivos, como por exemplo o tempo de exposio dopapel fotogrfico luz, o dimetro do orifcio e outros, quecertamente sero descobertos se continuar a tirar e revelarsuas prprias fotos.

Entretanto o princpio esse, caber a voc aprimorar osprocedimentos nas prximas vezes que for tirar umafotografia.

Vasilhas com revelador, gua e fixador

As fases de revelao, lavagem e fixao da imagem

Assim que a imagem aparecer, o papel fotogrfico deverser transferido, com uma pina, para a vasilha com gua.Depois de 1 minuto deve-se transferi-lo para a vasilha como fixador, onde ficar por mais 5 minutos. Em seguida, preciso lav-lo bem com gua corrente e pendur-lo parasecar. Por fim voc obtm o negativo da foto.

Retire o papel fotogrfico da cmara escura e coloque-o,com a parte brilhante voltada para cima, no interior da

vasilha que contm o revelador. O papel fotogrfico deveficar totalmente coberto pelo lquido revelador. Em 2 a 3

minutos ir aparecer uma imagem negativa da cenafotografada.

Obteno do positivo, ou seja, a fotografia da cena

Para obter o positivo, isto , a foto reproduzindo a cena,coloque o negativo com a figura para baixo contra a partebrilhante de um outro papel fotogrfico. Ilumine o conjuntocom uma lanterna caseira por 10 segundos, retire o papelfotogrfico e repita todo o processo: revelao, lavagemna vasilha com gua, fixao e lavagem em gua corrente.

O negativo da imagem: os claros e escuros esto invertidos


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4. Que mudanas puderam ser incorporadas aos

hbitos das pessoas devido inveno da mquina

fotogrfica?

Alguns comentrios

O registro de uma cena em um filme ou papel fotogrficoest associado ao fato de algumas substncias seremsensveis luz. O filme ou o papel fotogrfico so, narealidade, lminas de celulose recobertas de pequenssimosgros de sais de prata, em especial, o brometo de prata

(AgBr).Quando a luz incide sobre o papel fotogrfico, sua energia absorvida pelo gros do sal, separando a prata metlicade seu parceiro qumico, o bromo. Apenas na fase derevelao do filme que a imagem da cena fotografadapode ser vista e identificada. O revelador, compostobasicamente de gua e sulfito de sdio (Na

2SO

2) provoca,

no filme, a mesma reao que a luz.

Onde j houve formao de prata metlica, a reao como revelador se processa muito mais rapidamente,produzindo maior quantidade de prata metlica por

oxirreduo do brometo de prata.

Por isso importante controlar o tempo de contato dofilme com o revelador, pois quanto maior o tempo dereao, mais prata metlica ser formada e mais negra ficara regio do filme revelado.

A imagem da cena ou do objeto no filme denominadanegativo, uma vez que regies bem iluminadas da cenaproduziro regies mais escuras no filme j revelado.

Antes da inveno da mquina fotogrfica, muitos

acontecimentos historicamente importantes deixaram

de ser registrados, visualmente, porque tais registros

dependiam da presena de um artista capaz de pintar

com alguma fidelidade um quadro que representasse

aquele momento da histria. Os quadros, alm disso,

carregam a imaginao, a viso e a interpretao do

pintor, raramente presente no local do ocorrido e nem

sempre contemporneo dos acontecimentos. A pintura

uma obra de arte que reflete a sensibilidde e a

inspirao do pintor. A foto, embora possa ser motivo

de interpretao de quem a v e mesmo da

sensibilidade do fotgrafo, reproduz a cena mostrando

mais fielmente a imagem do ocorrido.

ALGUMAS

QUESTES

PARA

SUA

REFLEXO

1. Por que os quadros dos tempos passados

retratavam especialmente os nobres e poderosos?

2. Mito ou realidade? Discuta como o famoso sudrio,

um pano que teria sido colocado sobre Cristo e ficado

com a marca de suor (da sudrio) e sangue, se

antecipa fotografia?

3. Que setores da atividade humana mais sedesenvolveram (ou se aproveitaram) com a inveno

da fotografia?

Algumas questes para voc pensar.

claro que nos pontos do filme onde no h incidncia deluz esses fenmenos no ocorrem, e por isso no h

formao de prata metlica.

5. Explique a diferena entre o filme negativo e o filme

de slide , comparando com a de uma foto negativo,

realizado nesta lio, com a foto positiva normal.

A sensibilidade dos filmes est associada ao tamanho dosgrnulos de sais de prata: quanto menores, menos sensveis luz. Por isso, os filmes mais sensveis, usados nos registrosde cenas com pouca luz, contm grnulos maiores, emboraisso possa influir na qualidade da foto, na perda de seusdetalhes.


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6

Acertando

cmara e filme

Compreender a

necessidade de outros

elementos numa

mquina fotogrficamoderna.

"No futuro, no sero consideradosanalfabetos apenas aqueles que no

souberem ler, mas tambm quem no

entender o funcionamento de uma

mquina fotogrfica"

Frase de um fotgrafo hngaro em

1936

TURMA DA MNICA/Mauricio de Souza


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6 Acertando cmara e filmeOs recursos de uma mquina fotogrfica

Na aula anterior usamos uma cmara escura como umamquina fotogrfica e, com alguma dificuldade, at tiramosuma fotografia. Para isso foi necessrio tomar certos cuidadosque so dispensveis quando batemos uma foto com uma

mquina de verdade. Esses cuidados foram principalmenteno momento de colocar o papel fotogrfico no interior dacmara escura e no tempo que ele ficou exposto luz, ouseja, o tempo que deixamos o orifcio aberto.

O QUEFOINECESSRIOACRESCENTARSCMARASESCURAS PARA SUPERAODESSES PROBLEMAS?

claro que o rolo de filme j est protegido da luz e porisso pode ser colocado no interior da mquina fotogrficasem a necessidade de um ambiente escuro.

Tais filmes possuem graus de sensibilidade diferentes emrelao luz e por isso precisam ser usados adequadamentepara tirar uma boa fotografia. Os filmes que so muitosensveis luz necessitam de um pequeno tempo deexposio para impression-los e produzir uma boa foto.

J os filmes pouco sensveis luz necessitam de mais tempode exposio luz para uma foto com alguma qualidade.

Alm disso, devemos considerar que tipo de fotopretendemos tirar: a foto de um atleta correndo, porexemplo, requer um tempo de exposio menor que ode uma pessoa parada ou andando devagar. O intervalode tempo precisa ser menor para "congelar" a imagem, ouseja, parar o movimento, caso contrrio a foto do atleta saiborrada. Nesse caso podem ser feitas duas coisas: usar,para a foto do atleta em movimento, um filme mais sensvelou um orifcio maior para entrar mais luz!

Por isso as mquinas fotogrficas dispem de dispositivosque regulam o tempo de abertura, comandado pelo cliquedo obturador ao batermos a foto, e, tambm, de umdiafragma, cujo dimetro pode ser ajustado para entrarmais ou menos luz. Como impossvel fabricar um filmeque seja ideal em qualquer situao, sua escolha,

juntamente com os ajustes do tempo de exposio e daabertura do diafragma, devem ser feitos com algum cuidadopara tirar uma foto de boa qualidade.

Que tipo de filme e ajustes voc escolheria para tirar fotos

das cenas acima?

A sensibilidade dos filmes fotogrficos, ou a sua velocidade, normalmente divulgada em dois sistemas: o sistemaASA(American Standards Association) e o sistemaDIN (DeutscheIndustrie Norm). Por exemplo, um filme de 200 ASA duas vezes mais sensvel ou mais rpido do que um de100 ASA.

A tabela mostra uma relao entre esses dois

principais sistemas em uso atualmente.ASA 16 25 50 64 125 200 400 800 1600DIN 13 15 18 19 22 24 27 30 33Os filmes preto-e-branco com sensibilidade superior

a 250 ASA (25DIN) so considerados rpidos, e os

de sensibilidade inferior a 64 ASA (19 DIN) so

considerados filmes lentos.

O VISORMGICO

"A mquina fotogrfica

um espelho dotado de

memria, porm incapaz

de pensar"

Anold Newman


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Abertura do diafragma indicando para cada posio a

regio de nitidez

A abertura do diafragma

diminui de cima para baixo

Escala de controle do tempo de exposio

do filme em segundo

B, 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/15, 1/30, 1/125, 1/250, 1/500, 1/100

Na maioria das mquinas fotogrficas que contm essasinformaes comum virem impressos apenas os

denominadores das fraes de segundo. Por exemplo, ainscrio 8 significa 0,125 segundo; 1000 significa ummilsimo de segundo, e assim por diante.

Exemplo: se usarmos filmes de mesma sensibilidade,uma exposio com tempo de 1/60 segundo com aberturado diafragma correspondente ao nmero-f 8 equivalentea uma exposio de 1/30 segundo com diafragma nonmero-f 11. Isso significa que nos dois casos os filmesforam expostos mesma quantidade de luz. Na exposiocom menor tempo usou-se uma abertura maior.

Outras funes do diafragmaAlm de permitir o controle da quantidade de luz quesensibiliza o filme fotogrfico, o diafragma permite imagenssuficientementes ntidas de pontos situados em planosdiferentes, anteriores e posteriores ao plano de focalizao.Ao diminuirmos a sua abertura aumentamos o nmero deplanos que podem ser focalizados com nitidez. Em termostcnicos isto significa aumentar a profundidade de campo.

O controle da abertura: a ris e o diafragma

comum, ao sairmos de um lugar muito escuro para aclaridade, sentirmos um certo desconforto, por algunssegundos, at nos acostumarmos com o novo ambiente.Em outras situaes, entretanto, nossos olhos acostumam-se muito rapidamente com as mudanas na intensidadeluminosa que chega at ele.

A ris exerce um controle "automtico" sobre a luz da imagemque impressiona a retina, abrindo-se e fechando-se. Damesma forma, para o registro de uma boa imagem numfilme fotogrfico, tambm necessrio controlar aquantidade de luz que o impressiona. Isto feito pelodiafragma, um mecanismo que permite passar mais oumenos luz, abrindo ou fechando seu orifcio, denominadode abertura.

A gradao dessa abertura representada por umaseqncia padro denominada de "nmeros-f". O mais alto

deles indica a abertura mnima que corresponde a umarea mnima por onde passar a luz. A sequncia padrovem impressa em um anel acoplado objetiva da mquinafotogrfica. Ao girarmos esse anel, em um ou outro sentido,o dimetro da abertura aumenta ou diminui, permit indo ocontrole da entrada da luz. A rea de abertura de umnmero-f duas vezes maior do que a rea correspondenteao nmero-f seguinte, e por isso a rea maior permitir apassagem do dobro da luz.

Seqncia padro de nmeros-f

1.2, 1.4, 2, 2.8, 4, 5.6, 8, 11, 16, 22

Exemplo: a rea de abertura correspondente aonmero-f 8 o dobro daquela correspondente ao nmero-f 11.

FUGICOLLOR


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QUESTES1. O diafragma e o obturador so dois importantes

mecanismos presentes nas mquinas fotogrficas. Discuta

a funo que cada um deles desempenha ao se tirar uma

foto.

2. Um fotgrafo amador se acomoda num dos bancos de

um nibus que liga a estao Santana do metr com a

Zona Norte de So Paulo. De repente uma mulher com

um lindo cachorrinho lhe chama a ateno no interior do

nibus e ele, com seu faro artstico aguado, resolve gravar

essa imagem, porm percebe que sua mquina,razoavelmente moderna, est sem flash. Como o nosso

fotgrafo procedeu para resolver o seu problema?

3. Um fotgrafo usando um filme de 200 ASA pretende

tirar duas fotos com o diafragma posicionado em duas

regulagens diferentes: uma com o nmero-f 2,8 e a outra

com o nmero-f 5,6. Discuta qual o tipo de ajuste que

deve ser feito para que as duas fotos tenham a mesma

qualidade.

4. Uma geloga, para fotografar uma rocha fracamente

iluminada no interior de uma mina, ajustou sua mquina

no nmero-f 2 com um tempo de exposio de 2 segundos.

Resoluo:

a) O nmero-f 2 representa uma grande abertura do

diafragma, o que permite muita entrada de luz; alm disso,

o tempo de exposio longo (2s) tambm contribuiu para

a excessiva luminosidade da cena, e por isso a foto ficou

muito clara.

b) Para obter uma luminosidade menor na foto, a gelogapoder diminuir o tempo de exposio, mantendo a mesma

abertura do diafragma, ou ento diminuir a abertura do

diafragma, mantendo o tempo de exposio.

5. Josef Monarck, um grande admirador de bicicleta v,

deslumbrado, Ezequias Caloi deslizar, suavemente, sobre

seu mais querido biciclo pelas vielas do parque. Pela

cabea lhe passa a criativa idia de registrar essa cena

inesquecvel. Sua mquina fotogrfica est equipada com

um filme cujas indicaes do fabricante so: nmero-f 8

para abertura do diafragma e 1/125s para o tempo de

exposio. Esses ajustes, entretanto, so indicados para

tirar uma foto de um objeto parado em dia nublado.

Como Josef Monarck deve ajustar a abertura do diafragma

se com as indicaes anteriores a foto do biciclo sair

um pouco borrada, e para congelar o seu movimento o

tempo de exposio de 1/500s?

O resultado foi uma foto com a imagem ntida da rocha,

porm muito clara.

a- Explique por que a foto saiu desse modo.

b- O que a geloga deveria fazer para corrigir esse

defeito numa outra foto dessa rocha nas mesmas


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7 A videogravao

ou cmera de TVO registro magntico

de sons e imagens.


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7 A videogravao ou cmera de TVHoje em dia muito comum encontrarmos, em festinhas

de aniversrio, casamentos, eventos esportivos, carnaval

etc., alm dos tradicionais fotgrafos com suas mquinas

fotogrficas, tambm os camera-mencom suas filmadoras

de vdeo. Com a mquina fotogrfica podemos obter a

imagem da cena esttica diretamente sobre uma fita de

celulose.

Com a filmadora de vdeo obtemos uma fita magntica

que, ao ser colocada num aparelho de videocassete,

reproduz na tela da TV as cenas em movimento. Ser que

essas duas formas de registro das cenas a nica diferena

entre elas?

A resposta no!

No filme fotogrfico a imagem registrada por um processo

qumico: a luz, proveniente da cena que se quer fotografar,

provoca uma reao qumica nos haletos de prata do fi lme

fotogrfico. Durante o processo de revelao do filme, nos

locais onde houve incidncia da luz surgiro nuances declaro e escuro, sendo a imagem da cena, em negativo,

construda diretamente no filme.

Na filmadora de vdeo, a luz proveniente da cena filmada

projetada sobre grnulos de csio, material fotossensvel

que constitui o mosaico receptor de imagem. Essa luz

trasformada em impulsos eletromagnticos que iro

codificar uma fita magntica.

Diferentemente da fotografia, na fita magntica no

registrada a imagem da cena, mas apenas sinais magnticos

que sero posteriormente decodificados e transformados

novamente em imagem, na tela da TV.

Filme fotogrfico e o registro daimagem e do som

Fita magntica com sinaismagnticos codificados

Na mquina fotogrfica a luz se transforma em negativo da

imagem, que registrada no filme. Na filmadora de vdeo

a luz se transforma em impulsos eletromagnticos que

podem ser modulados e enviados ao espao como uma

onda eletromagntica ou ento ser registrados e guardados

numa fita magntica.

Para proporcionar esse tipo de transformao, uma

filmadora de vdeo, alm da objetiva e da lente, dispede um canho que projeta eltrons contra o mosaico,

fazendo uma varredura de todo o quadro, linha por linha,

como faz nossos olhos na leitura desta pgina, s que muito

mais rpida, numa freqncia de 30 quadros por segundo.

Um esquema mostrando as partes de uma filmadora

Como uma filmadora de vdeo?

Uma filmadora de vdeo, ou uma cmara de TV, , em

alguns aspectos, semelhante a uma mquina fotogrfica:

ambas possuem objetivas com lentes para projetar a imagem

da cena escolhida sobre o filme fotogrfico ou sobre o

mosaico.

Como a luz se transforma em

impulsos eletromagnticos numa

filmadora de vdeo?

A idia de que o canho de eltrons da fi lmadora de vdeo

faz a varredura da cena projetada no mosaico, linha por

linha, como se estivesse "lendo um livro", permiteresponder a esta pergunta.

Os grnulos de csio, ao ser atingidos pela luz, sofrem

uma separao de cargas com os eltrons, desligando-se

dos seus tomos. A quantidade de eltrons que se separam

dos grnulos de csio tanto maior quanto maior for a

incidncia de luz sobre eles. Como resultado dessa

separao de cargas eltricas, mais tomos se eletrizam

positivamente, por perderem seus eltrons.


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A "imagem eletrosttica" da cena filmada descarregada

pelo canho que fornece os eltrons para fazer a varredura

de todo o mosaico. Essa descarga se constitui numa corrente

eltrica de intensidade varivel, j que ela depende da

carga eltrica de cada grnulo de csio, ou, em outras

palavras, da sua luminosidade.

Quando a imagem da cena projetada sobre o mosaico,

nele aparecem regies com diferentes luminosidades que

correspondem s partes da cena com maior ou menor

incidncia de luz.

Viso frontal e lateral do mosaico

As regies mais claras da imagem se apresentam

eletrizadas com maior quantidade de carga positiva que

as regies mais escuras. A diferena de luminosidade

entre o claro e o escuro corresponde "imagem

eletrosttica" constituda de cargas positivas, da cena que

estamos filmando.Representao do processo de descarga dos grnulos de

csio

O processo pode ser comparado com a leitura de um livro.

Podemos fazer a leitura em voz alta, para outras pessoas

ouvirem ou gravarem numa fita magntica. Lemos o livro

linha por linha, transformando as informaes que esto

no plano da pgina em um cdigo linear como a voz.

Da mesma forma, a imagem da cena projetada noplanodo mosaico tambm "lida" linha por linha pelo canho

eletrnico da filmadora, transformando as informaes

visuais, contidas no plano da figura, em um outro cdigolinear, que a corrente eltrica.

Por enquanto fizemos a descrio fenomenolgica da

interao da luz, proveniente da cena filmada, com os

grnulos de csio. Nas aulas de Eletromagnetismo

mostraremos com mais detalhes como uma corrente eltrica

pode transmitir informaes sobre imagens e sons ou

registr-los numa fita magntica,

Nas regies onde h muita luz a corrente de descarga

alta, e nas regies mais escuras a corrente menor.

Portanto, as informaes sobre as diferentes tonalidades

de claro-escuro da cena so carregadas pela corrente eltrica

varivel produzida durante essa descarga. Tais informaes

podem ser enviadas ao espao, como no caso de uma

emissora de TV, ou ento simplesmente registradas em

uma fita magntica, para serem depois reproduzidas na

tela da TV.

Esquema representando a luz que incide sobre o mosaico decsio, que libera eltrons que so atrados pelo anel coletor


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RECREAO

Use o quadriculado vazio e

escurea com lpis preto os

quadradinhos

(4, 2), (4, 3), (4, 4), (4, 5),(4, 6), (5, 2),(5, 6),(6, 2),

(6, 6), (7, 2), (7, 3), (7, 4),

(7, 5), (7, 6), (9, 2), (9, 3),

(9, 4), (9, 5), (9, 6) e (9, 8).

Deixe todos todos os demais

sem pintar.

O REGISTRODEUMA IMAGEMATRAVSDENMEROSPara realizar esta atividade necessrio dispor de

duas tabelas iguais de aproximadamente 40 linhas

por 40 colunas.

Numa dessas tabelas esto representados os traos

de um cachorrinho nos quadradinhos claros e escuros.

Na outra existe apenas o quadriculado resultante do

cruzamento das linhas com as colunas.

Cada quadradinho ser representado por um par de

nmeros, onde o primeiro pertence s linhas e o

segundo s colunas.

A idia mostrar que possvel voc "ditar por

nmeros" a imagem de uma figura ou uma cena

qualquer.

Fique com sua tabela e dite para seu colega os paresde nmeros que correspondem seqncia de claros

e escuros.

Por exemplo, os pares (6, 9), (6, 10), (6, 11) so

escuros, e todos os demais pares com a mesma ab-

scissa 6 so claros.

Os trs pares escuros acima representam, nesse

caso, detalhes do rabo do cachorrinho.

Siga informando ao colega todos os demais pares

escuros e claros para que ele escurea ou no osquadriculados.

Atividade

Construa voc novas tabelas e novos desenhos,

estranhos se possvel, e procure pass-los aos

colegas sem que eles saibam que figura est sendo

ditada.Imagine tambm uma forma de "ditar"

desenhos coloridos. Experimente.

Quadriculadosem desenho

"Faa com pacincia que

ter sua recompensa"

Quadriculado com desenho do cachorrinho

No final desse "ditado de pares de nmeros", a

imagem do cachorrinho estar construda na outra

tabela.


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8De olho no olho

Nossa primeira

cmara, mesmo to

antiga, ainda no foi

superada... O caminho

da luz: da pupila aocrebro.


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8 De olho no olhoO ser humano dispe e utiliza, em seu convvio pelomundo, de cinco sentidos: o paladar, o olfato, o tato, aaudio e a viso. Entretanto atravs da viso que amaior parte das informaes chegam at o crebro. Neleas informaes visuais so processadas, interpretadas ememorizadas como as imagens daquilo que os olhosvem. Todo esse processo pode ser compreendido combase no estudo da mquina fotogrfica e da filmadora de

vdeo, que possuem alguns elementos muito semelhantesaos do olho humano.

Por isso vamos descrever um pouco melhor o olhohumano, tanto no aspecto de sua biologia, apresentandoos elementos que o compem, como um sistema depercepo e interpretao das coisas,

Olhando o olho

O olho humano um rgo aproximadamente esfrico,com dimetro em torno de 25 mm, equivalente ao sistemaptico da filmadora de video ou da mquina fotogrfica,constitudo basicamente por: um sistema de lentes, cujafuno desviar e focalizar a luz que nele incide - a crneae o cristalino; um sistema de diafragma varivel, quecontrola automaticamente a quantidade de luz que entrano olho - a ris (cujo orifcio central denominado pupila);um anteparo fotossensvel - a retina.

Representao de alguns detalhes do olho humano

Alm desses, o olho possui outros componentes que ocaracterizam como uma cmara escura: a esclertica e acoride. Os outros componentes do olho humano tm afuno de fornecer nutrientes e manter a presso interna doolho: o humor aquoso e o humor vtreo.

Caminho da luz no olho humano

A crnea, uma membrana curva e transparente comespessura de aproximadamente 0,5 mm, o primeiro meiotransparente encontrado pela luz. A luz que atingeobliquamente a superfcie da crnea sofre um desvio, que responsvel por 2/3 de sua focalizao na retina.

A esclertica o envoltrio fibroso, resistente e opaco maisexterno do olho, comumente denominado "branco do olho".Na frente, a esclertica torna-se transparente, permitindo aentrada de luz no olho (crnea). Internamente, em relao esclertica, o olho apresenta uma camada pigmentadadenominada coride.

A coride uma camada rica em vasos sanguneos e clulaspigmentares, e tem a funo de absorver a luz, evitandoreflexes que possam prejudicar a qualidade da imagemprojetada na retina.

A ris uma camada tambm pigmentada, sendosuficientemente opaca para funcionar como diafragma. Suaprincipal funo limitar a quantidade de luz que atinge aparte central do cristalino, devendo atuar tambm nafocalizao dos objetos prximos. A ris formadaprincipalmente por msculos circulares e radiais, que ao serestimulados provocam a diminuio ou o aumento de sua

abertura - a pupila -, cujo dimetro pode variar de 1,5 mma 8,0 mm. Seu funcionamento, porm, no instantneo,pois leva cerca de 5 segundos para se fechar ao mximo eem torno de 300 segundos para se abrir totalmente.

Aps ter sido controlada pela ris, a luz atinge o cristalino,que, do mesmo modo que a crnea, atua como lenteconvergente, produzindo praticamente o tero restante dodesvio responsvel pela focalizao na retina.


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Entretanto a importncia maior do cristalino no est emdesviar a luz, mas sim em acomodar-se para focalizar a luzna regio da retina mais sensvel luz. Em sua trajetria noolho, aps atravessar o cristalino, a luz passa pelo humorvtreo, uma susbstncia clara e gelatinosa que preenchetodo o espao entre o cristalino e a retina.

Finalmente, aps atravessar os meios transparentes do olho,

a luz atinge a retina, uma "tela" sobre a qual dever seformar a imagem, que, decodificada pelo sistema nervoso,permitir a viso das coisas. uma camada fina, comespessura de aproximadamente 0,5 mm, rosada,constituda de fibras e clulas nervosas interligadas, almde dois tipos especiais de clula que so sensveis luz:os cones e os bastonetes, cujos nomes esto relacionados forma que apresentam.

Os cones e os bastonetes so clulas fotossensveisresponsveis pela converso da luz em impulsos eltricos,que so transmitidos ao crebro. A energia da luz responsvel pela ao qumica e eltrica que sedesencadeia nas clulas fotossensveis; os detalhes dessaao ainda so controvertidos, especialmente em nvelfisiolgico.

A percepo das cores pelo olho humano est relacionadacom a absoro da luz pelos cones, que se encontram naretina. Existem, aproximadamente, 7 milhes delesespalhados pela retina de cada olho. Acredita-se que acapacidade de discriminao de cores pelo olho estejarelacionada com diferentes elementos fotossensveiscontidos nos cones. Esses elementos seriam de trs tipos,sendo cada um deles sensvel a uma determinada faixa de

energia, que corresponde, majoritariamente, ou ao azul,ou ao verde, ou ao vermelho. A viso das outras cores explicada pela estimulao simultnea e em graus distintosdesses elementos fotossensveis.

J os bastonetes funcionam com pouca luz e percebem ostons em cinza. A retina de cada olho contm cerca de 125milhes de bastonetes distribudos entre os milhes decones. A sensibilidade dos bastonetes em relao luz cerca de 100 vezes maior que a dos cones, mas estesreagem claridade quatro vezes mais rpidos que aqueles.

A retina, o ponto cego, o nervo ptico e o crebro

Portanto a luz que chega retina estimula cones e bastonetesa gerar impulsos eltricos. Os cones funcionam bem naclaridade e so responsveis pelos detalhes e coresobservados numa cena , enquanto os bastonetes so osresponsveis pela nossa viso quando o ambiente maliluminado.

Esses sinais so transmitidos, atravs do nervo ptico, ato crebro, que os interpreta como imagens do que osolhos vem.

Os cones e os bastonetes


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As retas verticais so paralelas?

A iluso de pticaSe as imagens que se formam em nossa retina so planas,como percebemos o volume dos objetos?

Uma das razes devida iluminao nas diferentes partesdo objeto, que nos d a idia de sua forma. Outra portermos viso estereoscpica, ou seja, os dois olhos, nomesmo lado da face, olhando para a mesma paisagem.Nas aves e rpteis, por exemplo, cada olho enxerga uma

paisagem diferente.

Um caso muito comum de iluso de ptica acharmosque a Lua e o Sol quando esto no horizonte so maioresdo que no meio do cu. Uma das razes para isso a

possibilidade de compararmos seu tamanho com outrascoisas sua volta. Ao lado, a esfera na mo parece menorque a isolada. E no balo ela aparenta ser maior.

Quando o objeto se encontra muito longe, perdemos anoo de profundidade. Temos dificuldade de perceberse um balo ao longe vai cair na frente ou atrs de umprdio ou de uma rvore. J para um objeto prximo, umolho v com uma pequena diferena em relao direodo outro olho. Isso nos permite ver em terceira dimenso,em profundidade. Experimente olhar alternadamente comum olho e depois com o outro. Voc perceber que,especialmente os objetos prximos daro "um salto".

Por tudo isso, devemos ter cuidado com a expresso:

"S ACREDITO NO QUE MEUS OLHOS VEM!".

A iluso de ptica est associada ao nosso "aprender a ver".Os bebs vo se acostumando a ouvir a voz, sentir o cheiroe o calor de sua me enquanto mama. Tambm aprendema enxergar, isto , a identificar as imagens formadas naretina com as pessoas e os objetos.

Durante nossa vida, tudo que sentimos (tato, odores,paladares), ouvimos e vemos, automaticamenterelacionamos com padres estabelecidos.

Um cego pode no enxergar por algum problema no globo

ocular ou no crebro. Vamos supor que a pessoa tenhanascido cega por uma avaria nos olhos. Mais tarde ela operada e seus olhos passam a transmitir as imagens ntidaspara o crebro. Mesmo assim ela pode continuar noenxergando. como se estivssemos ao lado de um chinsfalando: ouvimos sua voz, mas no decodificamos sua fala.

Observe o crculo

do meio nas duas

figuras ao lado.

Qual deles maior?

Confira com a rgua...

Algumas imagens planas, chamadas estereogramas, sovistas em profundidade se voc conseguir olhar para elascomo se estivessem distantes; se voc conseguir "desfocar",a Mnica, ela aparecer dentro do espelho, em quatroimagens em vez de trs .

Mnica, O Espelho Dimensional - 3D virtual by Mauricio 1994

Alm disso h o que chamado olho dominante.Experimente colocar seu polegar na frente de um objeto.Agora feche um olho e depois o outro. O polegar sencobrir o objeto quando o olho dominante estiver aberto.

olhos focalizando

objetos distantes

olhos focalizando

objetos prximos


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9Duas pticas

A interao luz-matria

e o seu percurso nos

colocam diante de duas

pticas: a fsica e a

geomtrica.

A natureza da luz e das

cores e a geometria dapropagao e da

formao da imagem


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9 Duas pticasEm todos esses casos estamos olhando apenas para o que

acontece com a trajetria da luz ao atravessar algum meio

material, como uma lente ou a sua reflexo na superfcie

de um espelho. Esse tipo de comportamento da luz nos

leva a um dos ramos da ptica, denominado de ptica

geomtrica, que nos permitir descrever, alm desses

casos, o caminho da luz no interior de microscpios,

projetores deslides

, periscpios, lunetas e outrosinstrumentos pticos, que estudaremos na Parte 3 destas

Leituras de Fsica.

Tudo isso ptica geomtrica!

A interao luz-matria e a

produo de luz

O caminho da luz

Nosso contato at aqui com instrumentos pticos, como

cmaras escuras, mquinas fotogrficas, filmadoras de vdeo

e tambm o olho humano, permitiu colocar em evidncia

dois aspectos relacionados ao comportamento da luz, ao

passar por esses instrumentos. Um deles o caminho que

ela percorre desde a cena observada at o papel vegetal

da cmara escura, ao filme na mquina fotogrfica, aomosaico na filmadora de vdeo, ou at a retina, em nosso

olho.

O caminho da luz na formao de imagens

Na cmara escura, a luz proveniente da cena observadapassa pelo pequeno orifcio, em linha reta, e incide no

papel vegetal, reproduzindo nele a imagem da cena

invertida. Uma lente, como a que colocamos na cmara

escura, para melhor focalizar a cena, provoca um desvio

na trajetria da luz, convergindo seus raios e produzindo

uma imagem menor, tambm invertida. Em alguns tipos

de mquina fotogrfica, um conjunto de espelhos que

reflete a luz, conduzindo-a da objetiva at o filme

fotogrfico.

Lentes e espelhos mudam a trajetria da luz

A imagem do objeto

registrada no papel

fotogrfico

Outro aspecto importante sobre o

comportamento da luz o fato de

ela ser capaz de impressionar um

filme fotogrfico, o mosaico nas

filmadoras de vdeo, ou mesmo

sensibiliizar a nossa retina.Numa

fotografia, por exemplo, a luz,

proveniente da cena observada, ao

incidir sobre o papel fotogrfico,

possibilita o registro de imagens,

transformando a energia luminosa

numa gravura.


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Na filmadora de vdeo, a luz que vem da cena filmada

impressiona um mosaico que gera pulsos eletromagnticos,

que so codificados e gravados na fita magntica, ou que

podem ser enviados ao espao por meio de um cdigo,

que depois transformado em imagem numa tela de TV.

Da mesma forma, a luz que atinge nossa retina

conduzida, atravs do nervo ptico, at o crebro, que a

interpreta como imagem da cena observada.

Registro de sinais que representam imagens

Nesses casos a energia luminosa proveniente da cena

observada transformada em energia qumica, no processo

fotogrfico, ou em energia eletromagntica, nos processosde gravao da fita magntica da filmadora de vdeo e de

registro de imagem pelo olho humano.

Em todos esses processos a

luz considerada uma forma

de energia que interage com

a matria.

Alm disso, como veremos na leitura seguinte, a prpria

origem da luz tambm devida a transformaes deenergia. As diversas fontes de luz, como, velas, lmpadas,

estrelas e outras, convertem uma forma qualquer de energia

em energia luminosa.

O registro de uma imagem no papel fotogrfico, a chama de

uma vela ou a luz de uma estrela so fenmenos estudados

por um outro ramo da ptica, chamado de ptica fsica. A

ptica fsica permite interpretar esses e outros fenmenos

relacionados formao de imagens e natureza da luz.

As duas pticas

A primeira parte deste curso de ptica,constituda pelas 8 leituras anteriores,

levanta dois tipos de situao diferentes,

porm relevantes, para continuidade doaprendizado de ptica:

1. As que se referem descrio da

trajetria da luz ao atravessar

instrumentos pticos, como mquina

fotogrfica, lunetas, periscpios,

microscpios e outros, que sero

estudados em ptica geomtrica.

2. As que se referem a fenmenos nos

quais a luz capaz de sensibilizar o

papel fotogrfico, o mosaico na cmera

de vdeo, nossa pele e outros materiais,

que sero estudados em ptica fsica.

Daremos continuidade a estas

Leituras de Fsica observando ediscutindo algumas fontes de luz,

como a chama da vela, lmpadas,

tela de TV, que tambm fazem

parte das coisas estudadas pela

ptica fsica.


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Atividades

Atividade 1

Coloque gua em um copo de vidro.

Coloque no copo um lpis. Examine bem esse sistema.

Atividade 3

Acenda uma vela num lugar escuro. (Cuidado...)

Coloque um pequeno espelho prximo vela.

Examine muito bem a chama da vela.

1. Voc consegue ver cores diferentes nessa chama?

2. Quais so essas cores e em que regio da chama elasaparecem?

Examine a imagem da chama da vela no espelho.

3. Trace numa folha de papel o caminho da luz da vela

at a sua imagem no espelho. Onde fica essa imagem?

Atividade 2

Corte uma folha de jornal em duas partes.

Coloque uma delas ao sol e a outra guarde-a dentro decasa, por um dia.

No final do dia examine-as com cuidado.

Atividade 4

Relacione os processos ou situaes, presentes na figura,que podem ser explicados pela ptica geomtrica. Idem

pela ptica fsica.

1. O que voc observa?

2. O fenmeno observado faz parte do estudo da ptica

fsica ou geomtrica? Explique.

1. Descreva o que notou de diferente nas duas partes.

2. O fenmeno observado pode ser explicado pela pticafsica ou pela ptica geomtrica ? Explique.


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10Fontes de Luz

(e de calor)O sol, a chama da

vela, a lmpada

incandescente so

fontes de luz e calor.

Voc saberia dizer que tipo de energia se converte em luz nas diversas fontes de luz?

2. Observe o filamento de uma lmpada incandescente.

Se preferir pode fazer uma montagem usando uma lupa eprojetar a imagem do filamento aquecido em uma folha de papelbranco.

Usando uma lente, projete o filamento da lmpada numaparede ou na folha de papel. semelhante chama da vela?

Descreva o que voc v.

1. Observe a chama de uma vela. Ela um todo homogneo ou constituda de regiesdistintas?

Descreva-a.

Duas fontes de luz muito comuns so a chama de uma vela e uma lmpada

incandescente.

ACHAMADAVELAEOFILAMENTOAQUECIDODALMPADAINCANDESCENTE

Uma lupa projeta o filamento

aquecido numa tela.

0


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Luz de cores diferentes pode ser

percebida na chama da vela

A lmpada incandescente

fonte de luz branco-amarelada

Fontes de luz (e de calor)10Chama das velas, lmpadas incandescentes

e aquecedores de ambiente

Umavelatem vrias utilidades: uma delas a de pagarpromessas, outra, para diminuir o atrito entre o serrote e amadeira e uma outra, ainda, estar nossa disposio, junto

com uma caixa de fsforos, quando ocorre um blackout.

A chama da vela, como voc deve ter observado, no homognea, pois apresenta regies com cores diferentes.

Nessas regies as temperaturas no so as mesmas: a azul a regio mais quente.

Nas lmpadas incandescentes o filamento, que

aquecido pela corrente eltrica, emite luz de cor branco-amarelada. Com esse tipo de lmpada dificilmenteconseguimos ver vrias cores, como as que vemos, por

exemplo, na chama de uma vela, pois a temperatura emtodo o filamento praticamente a mesma.

Tambm podemos ver o filamento da lmpada

incandescente com uma tonalidade vermelha, amarela oumesmo branca. O mesmo ocorre com os aquecedores deambiente que possuem um fio metlico na formaespiral.Quando ligado eletricidade, o fio metlico se aquece,adquirindo uma cor avermelhada.

Estes exemplos nos mostram a luz associada ao calor. Alis,uma das formas de calor a radiao no visvel, chamadainfravermelha, que vem junto com a luz visvel,

especialmente na ocorrncia de altas temperaturas.

A luz visvel est entre o infravermelha e o ultravioleta

A chama da vela e o filamento da lmpada so exemplos

de produo de luz visvel, em razo das altas temperaturaspresentes na combusto da vela e no filamento comcorrente eltrica. Os aquecedores eltricos, embora no

tenham a funo de iluminar, devido ao seu altoaquecimento, acabam irradiando luz visvel.

O Sol e as outras estrelas

Mas a nossa principal fonte de luz o Sol. A formao do

Sol como a de qualquer estrela se deu por "autogravitao",

ou seja, a matria csmica cai sobre si mesma e

compactada, ficando extremamente quente. Isso permitereaes de fuso nuclear que convertem ncleos dedeutrio em ncleos de hlio, liberando muita energia como

radiao. Parte dessa energia luz, como a que ilumina aTerra, nossa Lua e demais planetas e suas luas, no nossosistema solar!

O Sol tambm nos envia outros tipos de radiao, como oinfravermelho, ou como o ultravioleta, tambm no

percebida pelos nossos olhos, mas que pode causar sriosdanos nossa pele. No entanto, tudo na biosfera, e ns

mesmos, no existiramos sem a energia solar!

Abaixo e acima da luz visvel

Essas fontes quentes de luz guardam uma relao entretemperatura e cor da radiao emitida. Para cada

temperatura h predominncia na emisso de certas cores,enquanto as outras cores podem estar presentes em menorproporo.

As radiaes que nossos olhos conseguem perceber

constituem uma pequena faixa que chamamos de luzvisvel, que se localiza entre o infravermelho e o ultravioleta.


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O funileiro sabe que para soldar ou cortar uma pea de

lata ou ao, a temperatura da chama do maarico a gsprecisa estar elevada. Para isso, o funileiro regula omaarico ajustando as quantidades de ar e combustvelpela cor da chama. A temperatura maior se obtm

quando a chama emite uma luz azulada.

Mas, afinal, o que produz

a luz nas chamas, nos

filamentos e em outras

fontes como o prprio Sol?

Por que a produo de luz

ocorre com o aquecimento

da fonte e como so

emitidas diferentes cores?

A tela de TV e a lmpada

fluorescente, que brilham

mesmo "a frio", dependem

de propriedades das

substncias que recobrem

o vidro.

Na lmpada essa

substncia emite luz

visvel se estimulada por

ultravioleta, produzida

pela coliso entre eltrons

e ons no interior do tubo.

Na TV a coliso de

eltrons direto na tela que

d esse estmulo.

Quando um corpo vai sendo mais e mais aquecido, emiteradiao visvel, inicialmente com uma cor vermelho-alaranjada, depois um vermelho mais brilhante e, a

temperaturas mais altas, uma cor branco-azulada.

Com o aumento da temperatura o corpo emite maisradiao, e a cor da radiao mais intensa a que prevalece.

Cor, Energia e Temperatura

viso, pois emitem, em propores grandes, tanto radiaovisvel quanto invisvel.

Essa radiao, emitida pelo material devido suatemperatura, chamada de radiao trmica.

Conseguimos ver uma grande parte dos objetos que estoa nossa volta porque refletem a luz que incide sobre eles e

no pela radiao que emitem, j que esta nem sempre visvel.

O prprio ferro eltrico, quando atinge altas temperaturas,

passa a ter luminosidade prpria, emitindo uma luzavermelhada, visvel no escuro.

As lmpadas incandescentes, de 60W ou 100W, quando

ligadas na tenso correta emitem luz branco-amarelada.

Mas s vezes acontece de ligarmos uma dessas lmpadasnuma tenso eltrica inadequada, e nesse caso sua

luminosidade se altera.

Se a ligamos numa tenso acima daquela especificada pelofabricante, seu filamento emite uma intensa luz branco-azulada, mas apenas por alguns instantes, "queimando-se"

em seguida.

Se a ligamos numa tenso menor do que a especificada

em seu bulbo, a luz emitida de cor avermelhada.

Nas duas situaes as energias envolvidas so diferentes,estando a luz avermelhada associada menor delas [menortenso eltrica], e a luz branco-azulada, maior.

Essas observaes nos revelam que as cores avermelhada,branco-amarelada e branco-azulada, emitidas pelo filamento,esto na ordem das energias crescentes.

A chama de uma vela tambm apresenta regies com coresdiferentes, cada uma associada a uma determinadatemperatura.

A regio mais quente da chama aquela que apresentauma luz azulada.

As regies da chama com luz amarela e laranja esto

associadas a temperaturas menores.

O centro da chama azul, pois a regio em diretaproximidade com a combusto a mais quente.

Um ferro eltrico, por exemplo, ao ser aquecido emiteradiao que percebemos no com os olhos, mas com nossapele, ao nos aproximarmos dele.

J o filamento aquecido de uma lmpada ou o carvo embrasa podem ser percebidos tanto pelo tato como pela


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AtividadesCom base nas cinco figuras a seguir, identifique:a) a forma de energia primria convertida em cada caso;

b) os vrios processos de transformao de energia queacabam resultando em luz visvel em cada uma dessas

fontes.

5. uma estrela

Questes

6. Podemos ver a base de um ferro eltrico no escuro, seele estiver bem quente (+ ou - 600oC). Por ourto lado oresistor de um aquecedor ligado pode ser visto tanto noclaro como no escuro. Em ambas as situaes a luz "puxa"

para o vermelho. Como explicar esses dois casos?

7. Como explicar a luz branco-amarelada de um filamentode lmpada e a luz branco-azulada do filamento de outra

lmpada? O que est ocorendo para produzir essas diferenasde cores?

8. Um mesmo filamento pode ser visto avermelhado,

amarelado ou branco. Como isso pode ocorrer?

4. uma lmpada fluorescente

1. a chama de uma vela

2. uma lmpada incandescente

3. uma tela de TV


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O carter

eletromagnticoda luz

A luz da mesmafamlia das ondas

de rdio, do

infravermelho, dosraios nas

tempestades, dosraios X...

11

11


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A natureza da luz

A associao entre fenmenos eltricos e luz muitocomum, nas fascas eltricas que se observam ao se abrirou fechar circutos, nos prprios raios em descargas eltricas

naturais que se veem em tempestades, assim como emmuitas das fontes de luz como as que analisamos na leitura

anterior.Outras evidncias que mostraram que a luz um tipo deonda eletromagntica como as utilizadas em

telecomunicaes, o fato dessas ondas se deslocaremcom a mesma velocidade da luz (300.000 km/s) ou o fatode, como a luz, elas geralmente atravessarem vidros e noatravessarem metais.

FAAASATIVIDADESColoque um radinho e uma lanterna de pilha no

interior de um vidro e feche-o bem.

O fato desses aparelhos estarem no interior do vidro impede

o seu funcionamento ? Como voc justifica sua resposta ?

Coloque-os agora no interior de uma lata matlica

que pode ser de leite em p.

Eles funcionam agora ? Justifique sua resposta.

11 O carter eletromagntico da luzPercebeu-se que, como as demais ondas eletromagnticas,a luz uma oscilao que tambm se propaga no vcuo e usualmente representada pela variao peridica do campoeltrico, uma perturbao capaz de mover cargas eltricas.

As cores ou energias da luz esto relacionadas com as suas

freqncias, de acordo com o esquema grfico.

Grfico de cor ou energia x freqncia da luz visvel

O que distingue a luz visvel das outras radiaes a suafreqncia, ou seja, o nmero de oscilaes por segundo

que tambm est associado cor da luz.

Assim como o som uma vibrao mecnica do ar e a suafreqncia distingue sons graves e agudos, a luz tambmuma forma de vibrao eletromagntica cuja freqnciadistingue uma cor da outra.

A freqncia da luz caracteriza sua cor e tambm suaenergia. Na faixa da luz visvel, a luz vermelha a demenor freqncia e menor energia, a luz violeta a de

maior freqncia e maior energia.


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Cada uma dessas radiaes possui uma energia definida,que est relacionada com a sua freqncia. Se a radiaofor na faixa da luz visvel, ento cada cor ter sua freqncia

caracterstica, que por sua vez corresponder, tambm, auma determinada energia.

Esse conjunto de radiaes de todas as freqncias denominado de espectro de radiaes, representado no

grfico a seguir.,

Radiao eletromagntica

Embora essas radiaes tenham freqncias bem distintase estejam relacionadas a diferentes situaes, elas possuem

algumas caractersticas comuns.

Diferentemente das ondas sonoras, que so vibraesmecnicas do ar, as radiaes eletromagnticas no

necessitam da existncia de um meio material para a suapropagao. A luz do Sol, por exemplo, quando chegaat ns, passa por regies onde no existe matria.

Todas essas radiaes se propagam no vcuo, com avelocidade da luz, que nesse meio de 300.000 km/s eso constitudas por campos eltricos e magnticos.

Por isso o espectro de radiao apresentado no esquemaanterior tambm denominado de espectro de radiaoeletromagntica, e inclui a luz visvel.

O hertz e seus mltiplos

A unidade de freqncia o hertz (Hz).

1Hz significa 1 oscilao por segundo (1Hz=1 oscilao/s)

Dos seus mtiplos, o kHz e o MHz voc j deve terouvido falar na identificao de emissoras de rdio

1 kHz = 1000 Hz; 1 MHz = 1000 kHz

Ampliando o espectro da luz visvel

O grfico da pgina anterior relaciona as cores da luz com

a sua freqncia, constituindo a faixa da luz visvel. Existemoutros tipos de radiaes eletromagnticas, no percebidaspor nossos olhos, que podem ser representadas nesse

mesmo grfico, ampliando-o nas duas extremidades.

A faixa da radiao anterior luz vermelha, denominadade infravermelha, corresponde radiao trmica com

freqncia da ordem de 1000 vezes menor que a da luzvisvel.

Existem ainda radiaes eletromagnticas de mais baixaenergia ou de menor freqncia, como as usadas no

funcionamento do radar, que so da ordem de 1 mil a 100mil vezes menor do que a da luz visvel.

Alm dessas, temos as radiaes usadas em comunicaopor rdio e televiso, com frequncia da ordem de 10 mila 1milho de vezes menor que a da luz visvel.

Ocupando a extremidade de baixa freqncia, esto as

radiaes produzidas pelas redes de distribuio eltrica

de corrente alternada, cuja frequncia de 50 ou 60 Hz,valores que so da ordem de 100 bilhes de vezes menoresque a freqncia da luz visvel.

No outro extremo esto as radiaes de alta freqncia,como o ultravioleta, com freqncia 100 vezes maior que

a da luz visvel, os raios X e os raios gama, com freqnciada ordem de 10 mil a 1milho de vezes maior que a daluz visvel.

A


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ALGUMASQUESTES1. Identificar no grfico do espectro da radiaoeletromagntica a regio que corresponde a freqncia

de ondas de radar.

2. Idem para ondas de comunicao por rdio e TV.Procure no seu rdio ou TV informaes sobre a

sintonizao desses aparelhos. Quais as freqncias que

tais aparelhos funcionam?

3. Procure no seu rdio ou TV informaes sobre

sintonizao desses aparelhos. Quais as freqncias emque tais aparelhos funcionam?

4. Identifique a faixa de freqncia da luz visvel no

espectro de radiao eletromagntica.

5. Que cor de luz correponde maior e menorfreqncia?

6. Consiga uma caixa de papelo que possa ser bem

fechada e coloque no seu interior, de novo, a lanterna eo radinho de pilha, ligados. O que voc pode sugerirpara a explicao do observado?

7. Voc pode sugerir e explicar uma atividade em que aluz seja transmitida mas no as ondas de rdio?

T d s ns j fica s aravilhad s intrigad s c arc ris El s rg l g aps a


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12As cores da luz e a

sua decomposio

Para esta construo voc precisar de:

- uma caixa de sapatos em bom estado;

- trs pequenos pedaos de madeira e alguns preguinhos;

- um bocal e uma lmpada de filamento reto e vidro transparente;

- 3 metros de fio do tipo usado no cordo do ferro eltrico;

- um plugue e uma pequena serra de cortar ferro.

A luz branca pode ser

decomposta em outras

cores, cada uma

representada por um

nmero, que a sua

freqncia

Todos ns j ficamos maravilhados e intrigados com um arco-ris. Ele surge logo aps uma

chuva, quando o sol reaparece.

Com o Sol "baixo" da manh ou do final da tarde, brincando com uma mangueira de jardim,

jogando o jato de gua para cima, tambm enxergamos um arco-ris.

O objetivo desta atividade mostrar que, a partir da luz branco-amarelada de uma lmpada

incandescente, podemos obter um conjunto de cores semelhantes de um arco-ris. Para isso,

vamos constuir um projetor de fenda estreita.

Construindo um projetor de fenda estreita com uma caixa de sapatos vazia

Detalhe para prender as madeiras, o soquete e os fios Observem que a fenda e o filamento da

lmpada devem estar alinhados

12


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12 As cores da luz e a sua decomposioAtividade: as cores da luz visvel

A luz branco-amarelada de uma lmpada incandescente,na realidade, pode ser decomposta em vrias cores. Paradecomp-la voc precisar de: um prisma, um projetor

de luz do tipo mostrado na pgina anterior e uma lmpadaincandescente. Coloque o prisma na passagem da luz eobserve as cores projetadas na folha de papel.

Qual a relao entre a luz "branca" e o

espectro de cores que ela gera num prisma?

Objetos muito quentes, alm de calor, emitem tambm

vrias radiaes de diferentes cores. Para cad

gref - optica

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