Fundamentos da Óptica Geométrica

A luz é composta por fótons sem massa que viajam à velocidade máxima do universo. A luz branca que conhecemos é formada por sete cores diferentes. Quando iluminamos objetos, os brancos refletem todas as cores, enquanto os negros as absorvem.

Existem dois tipos de fontes luminosas: as fontes primárias, que emitem luz própria (como o Sol e lâmpadas), e as fontes secundárias, que apenas refletem a luz recebida (como a Lua e os livros).

A luz segue três princípios importantes de propagação: viaja em linha reta em meios homogêneos, os raios de luz não interagem quando se cruzam (independência), e a trajetória não depende do sentido (reversibilidade). Estes princípios explicam a formação de sombras e penumbras.

💡 Na câmara escura, a imagem sempre aparece invertida! Este é um fenômeno que você pode observar facilmente construindo uma em casa usando uma caixa com um pequeno furo.

Quando a luz encontra uma superfície, ocorre reflexão (seguindo duas leis fundamentais) ou refração, quando passa de um meio para outro. O índice de refração $n$ determina como a luz se comporta ao mudar de meio: n = c/vₗᵤₖ (velocidade da luz no vácuo dividida pela velocidade no meio).

A refração explica por que objetos parecem estar em posições diferentes quando observados através da água. Quanto maior o índice de refração do meio, menor será a velocidade da luz nele e maior será a mudança na direção do raio luminoso.