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Óptica

Física

Óptica é a parte da Física que estuda fenômenos associados à luz. Divide-se em óptica geométrica e óptica física, de acordo com a forma que a luz se comporta.
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Óptica é a parte da Física responsável pelo estudo dos fenômenos associados à luz.

Os fenômenos relacionados à óptica são conhecidos desde a antiguidade. Existem registros de que, em 2.283 a.C., já eram utilizados cristais de rocha para observar as estrelas. Na Idade Antiga, na Assíria, já havia a lente de cristal; e, na Grécia, utilizava-se a lente de vidro para obter fogo.

O grande salto no estudo da óptica ocorreu no século XVI. Galileu Galilei apresentou o primeiro telescópio, em 1609, e Snell Descartes chegou à Lei da refração. O trabalho mais importante dessa época foi a medição da velocidade da luz, o valor encontrado foi c = 3,08 . 1010 cm/s, obtido por Bradley, em 1728.

Outro importante nome para a evolução dos estudos sobre a Óptica foi o de Huygens, que, em 1678, apresentou a hipótese de que a luz seria uma onda. Isaac Newton também deixou suas contribuições na área, entre elas a teoria da variação do índice de refração da luz pela variação da cor, que pode ser observada na dispersão da luz ao passar por um prisma.

O fato de se considerar apenas a natureza corpuscular da luz representou um atraso nos estudos da óptica. Somente em 1801 que Young realizou a experiência da interferência da luz, explicando-a a partir da teoria ondulatória. Em seguida, por volta de 1815, Fresnell explicou a teoria da difração da luz também através da teoria ondulatória.

Outro cientista importante para o desenvolvimento dessa teoria foi Foucault, que descobriu que a velocidade da luz era maior no ar do que na água. Essa descoberta ia de encontro à teoria corpuscular, que afirmava que a velocidade da luz era maior na água que no ar. Foi de James Clerk Maxwell a principal evidência de que a luz comportava-se como uma onda eletromagnética, pois ele provou que a velocidade de propagação de uma onda eletromagnética no espaço era igual à velocidade de propagação da luz.

Essa teoria de que a luz comportava-se apenas como uma onda eletromagnética foi questionada no final do século XIX. Isso porque não era suficiente para explicar o efeito fotoelétrico. Einstein utilizou a teoria de Planck para mostrar que a luz era formada por “pequenos pacotes de energia”, os fótons. A partir dessa teoria, Arthur Compton demonstrou que quando um fóton e um elétron colidem, ambos se comportam como matéria.

A partir de então, a luz passou a ser considerada como onda e como partícula, dependendo do fenômeno estudado. Essa teoria é denominada de natureza dual da luz.

Sendo assim, os estudos da óptica são divididos em duas partes:

  1. Óptica geométrica: que é a parte da óptica que estuda a propagação da luz por meio dos raios de luz. Os fenômenos que essa área abrange são: propagação retilínea da luz, reflexão e refração da luz, espelhos e lentes;

  2. Óptica física: estuda o comportamento ondulatório da luz. Os fenômenos estudados por essa área são: emissão, composição, absorção, polarização, interferência e difração da luz.

A óptica é uma parte da Física que está muito presente no nosso dia a dia. Algumas de suas aplicações podem ser observadas, por exemplo:

  • Em instrumentos utilizados para corrigir defeitos visuais, como os óculos e as lentes;

  • Instrumentos para observação, é o caso dos microscópios, telescópios, lunetas;

  • Em câmeras fotográficas, filmadoras etc.;

  • Espelhos que podem ser utilizados para maquiagem ou em retrovisores.


Por Mariane Mendes
​Graduada em Física

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