Óptica geométrica
Óptica geométrica é uma simulação interativa gratuita do StudyFi Lab. Funciona direto no navegador, sem cadastro e sem instalar nada.
Lentes, espelhos, refração e um prisma
Experimentos
Lente convergente
Uma lente convergente desvia os raios paralelos para o foco F′. Três raios principais localizam a imagem: o paralelo ao eixo passa por F′, o que passa pelo centro segue em linha reta e o que passa por F sai paralelo ao eixo. Vale a equação das lentes 1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ e o aumento é m = −dᵢ/dₒ.
Experimente: Coloque o objeto a 2f: a imagem tem o mesmo tamanho e fica invertida. Depois aproxime-o para dentro da distância focal.
Lente divergente
Uma lente divergente espalha os raios como se viessem do foco F′ do lado do objeto. Os seus prolongamentos para trás (tracejados) cruzam-se desse lado, por isso a imagem é sempre virtual, direita e menor. A distância focal é negativa e continua a valer 1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ.
Experimente: Arraste o objeto para longe e depois encostado à lente: a imagem fica entre a lente e F′ e nunca se inverte.
Espelho côncavo
Um espelho côncavo reflete os raios paralelos para o foco F, a meio caminho do centro de curvatura (f = R/2). O raio que incide no vértice reflete-se com o mesmo ângulo e o que passa por F volta paralelo ao eixo. Aqui também vale 1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ; a imagem real forma-se à frente do espelho.
Experimente: Aproxime o objeto para entre F e o espelho: obtém uma imagem direita e ampliada atrás dele, como num espelho de maquilhagem.
Espelho convexo
Um espelho convexo reflete os raios afastando-os, como se viessem de um foco atrás do espelho. Os seus prolongamentos cruzam-se atrás dele, por isso a imagem é sempre virtual, direita e menor. A distância focal é negativa e vale 1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ; por isso estes espelhos são usados em cruzamentos e nos carros, onde dão uma vista ampla.
Experimente: Encurte a distância focal (um espelho mais curvo): a imagem diminui e cabe mais do que está à volta.
Refração e reflexão total
Na fronteira entre dois meios, um raio é em parte refletido e em parte refratado segundo a lei de Snell, n₁ · sin θ₁ = n₂ · sin θ₂. Ao entrar num meio mais denso aproxima-se da normal; ao entrar num menos denso afasta-se dela. Se passa para o meio menos denso com um ângulo maior do que o ângulo limite θc = arcsin(n₂/n₁), o raio refratado desaparece e ocorre reflexão total.
Experimente: Ponha água em cima e ar em baixo e aumente o ângulo: acima de 48,8° toda a luz é refletida.
Dispersão num prisma
O índice de refração do vidro depende do comprimento de onda: pela fórmula de Cauchy n(λ) = A + B/λ², a luz violeta tem índice maior do que a vermelha. Por isso o prisma desvia cada cor de forma diferente e a luz branca abre-se num espetro. O desvio δ = θ₁ + θ₂ − A é maior para o violeta.
Experimente: Rode o prisma e procure o desvio mínimo: nesse momento o feixe percorre o vidro paralelo à base.
Perguntas frequentes
O que é Óptica geométrica?
Óptica geométrica é uma simulação interativa gratuita do StudyFi Lab. Funciona direto no navegador, sem cadastro e sem instalar nada. Lentes, espelhos, refração e um prisma
Óptica geométrica é gratuito?
Sim. Óptica geométrica é totalmente gratuito. Funciona no navegador do computador, tablet ou celular, e você não precisa de conta.
O que posso explorar em Óptica geométrica?
Lente convergente, Lente divergente, Espelho côncavo, Espelho convexo, Refração e reflexão total, Dispersão num prisma.
O que mostra o experimento “Lente convergente”?
Uma lente convergente desvia os raios paralelos para o foco F′. Três raios principais localizam a imagem: o paralelo ao eixo passa por F′, o que passa pelo centro segue em linha reta e o que passa por F sai paralelo ao eixo. Vale a equação das lentes 1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ e o aumento é m = −dᵢ/dₒ.
O que mostra o experimento “Lente divergente”?
Uma lente divergente espalha os raios como se viessem do foco F′ do lado do objeto. Os seus prolongamentos para trás (tracejados) cruzam-se desse lado, por isso a imagem é sempre virtual, direita e menor. A distância focal é negativa e continua a valer 1/f = 1/dₒ + 1/dᵢ.
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