Óptica é a ciência que estuda as leis e propriedades da luz, sua refração e absorção, e a mídia do olho nessa relação. Também pode ser observada como a prática profissional de preparar prescrições de lentes oftálmicas, dispensar óculos, confeccionar e ajustar lentes de contato. Também se refere ao aparelho composto por lentes e espelhos, que é usado para ver gravuras e desenhos ampliados. Também pode ser definido como um ponto de vista ao considerar uma questão ou outra coisa. Conhecer as leis da ótica nos permite entender como as imagens são formadas.
O que é óptica
Tabela de conteúdos
É a ciência pertencente à física que estuda as leis, o comportamento, a composição e as expressões da luz. Esta palavra vem do latim, que significa "relacionado à visão". A luz visível, a radiação infravermelha e a ultravioleta são geralmente estudadas, por se tratar de um tipo de radiação eletromagnética.
Por estudar a luz, sua captação, interpretação e seus diferentes fenômenos, muitos outros utilizam esta ciência. Graças a ela puderam ser desenvolvidos dispositivos como lentes, que serviram para a invenção de dispositivos para fins científicos como microscópios, telescópios, sistemas de fibra ótica, espelhos, favorecendo assim os campos da medicina, engenharia, astronomia, biologia e fotografia..
Também quando se fala em óptica, o termo se refere à prática profissional de aplicar correção à visão humana, que inclui a oftalmologia e a optometria, para que, após diferentes estudos da visão humana, pode oferecer o aprimoramento do mesmo através de dispositivos transmissores ópticos chamados lentes, e assim as deficiências na forma de perceber a luz nos olhos, são complementadas e melhoradas com os ajustes necessários.
O envolve a fotografia óptica, uma vez que a câmera é um dispositivo que registra e processa a luz por meio de um complexo sistema de elementos que funcionam como o olho humano, o corpo para sentir a luz e a cor, para finalmente interpretar o cérebro. As câmeras, portanto, produziriam o que no cérebro humano seria refletido cada vez que algo fosse visto pelos olhos.
O termo geralmente também se refere a um ponto de vista ou opinião sobre algum aspecto ou situação. É chamado de “ótica”, porque dito ponto de vista será de acordo com a “visão” ou com o “olho que olha para ela.
Óptica e visão humana
A óptica, cujo objeto de estudo é a luz, está relacionada à visão humana. O olho é o órgão fotorreceptor perfeito, pois sua complexidade permite que a luz passe por ele, ajustando sua captura e dando forma, cor, tonalidade, profundidade e texturas aos objetos, lugares ou pessoas à sua frente. a.
Este complexo sistema não é constituído apenas pelo olho, envolve também o cérebro, que se encarrega de processar as imagens captadas por esse órgão visual.
O olho é composto principalmente de:
- A córnea:
É a parte que está em contato com o exterior e sua composição transparente cobre a lente e a íris.
- Íris:
É um músculo dilatador que aumenta e diminui o tamanho da pupila. Nele a cor dos olhos é definida.
- Aluno:
É o orifício no centro da íris que regula a passagem da luz.
- Cristalino:
Ele está localizado atrás da íris e é a "lente" e realiza o foco da visão. Sua curvatura e espessura variam conforme você focaliza de acordo com a distância do que você está observando.
- Humor aquoso:
É um líquido que fica entre o cristalino e a córnea, alimentando ambas as partes, permitindo que a pressão ocular seja constante.
- Sclera:
É o que cobre e protege o globo ocular, que lhe confere sua cor branca. A parte anterior está ligada à córnea e a parte posterior ao nervo óptico.
- Conjuntiva:
É uma membrana que reveste a esclera, permitindo a desinfecção e lubrificação do olho.
- Coróide:
É a parte onde se encontram os vasos sanguíneos e o tecido conjuntivo, que mantém o olho oxigenado, nutrido e com temperatura constante.
- Humor VITREO:
É um líquido gelatinoso que está presente em todo o globo ocular, conferindo-lhe firmeza, para amortecer impactos, fixar a retina e manter a pressão intraocular.
- Retina:
É a estrutura mais importante, pois é o próprio órgão receptor da visão. Nele está a presença de bastonetes ou bastonetes (fotocélula fotossensível e não percebe cores) e cones (fotocélulas receptoras responsáveis pela percepção das cores).
- Nervo óptico:
É um dos doze nervos cranianos, e é um conjunto de fibras que se transmite ao quiasma óptico cerebral (onde as fibras de ambos os olhos se cruzam), onde a informação visual captada é enviada ao cérebro na forma de sinais elétricos.
A ótica da fotografia
No domínio da fotografia, é uma das áreas que mais tem beneficiado dos estudos da óptica, visto ser o conceito básico por excelência.
A câmera fotográfica é um dispositivo que permite a captura de imagens por meio de seus componentes presentes no corpo da câmera. Esta invenção foi criada emulando a visão orgânica (o olho), alcançando um momento único e irrepetível de forma permanente.
Em comparação com o olho, a câmera possui elementos semelhantes e sua funcionalidade é a mesma. Para capturar uma boa fotografia, você deve conhecer alguns conceitos básicos a levar em consideração:
- Velocidade do obturador
É a velocidade com que a câmera permite que a luz entre em seu sensor. Fá-lo através do obturador (gatilho), que regulará o tempo que permanecerá aberto. Esse processo é conhecido como exposição.
- Profundidade de campo
É o contraste entre as áreas a serem fotografadas que são nítidas em comparação com aquelas que não estão bem focadas. Aqui é tratado o ponto focal, que é aquele que terá o ponto de nitidez, podendo ter uma distância na frente e atrás dele, aparecendo fora de foco.
- Sensibilidade ISO
É um elemento importante no triângulo de exposição (do qual também fazem parte a velocidade do obturador e a abertura do diafragma). Isso define a quantidade de luz que uma câmera requer para tirar uma foto.
- Equilíbrio de branco
Esse processo é onde os níveis de cor nas fotos são neutralizados. Isso é conseguido através do ajuste correto das três cores básicas na luz (vermelho, verde e azul).
Conhecendo esses aspectos, será possível escolher uma câmera mais corretamente de acordo com a finalidade para a qual foi adquirida. As partes mais importantes são:
O que é ótica clássica
É aquela que se compõe de ótica física e ótica geométrica, em que ambas descrevem a luz como fenômenos distintos, uma vez que uma estabelece que ela é ondulatória, enquanto a outra é um impulso que viaja em linha reta. Para entender o que é a ótica clássica, é necessário conhecer os dois modelos:
Ótica geométrica
A ótica geométrica explica que a luz tem velocidade constante e se propaga como raios que viajam em linha reta, que serão desviados quando atingidos por uma superfície ou serão refletidos, por isso é regida pelas leis de reflexão e refração luz, sem levar em conta outros fenômenos.
Este modelo permite obter as fórmulas de espelhos e lentes através da geometria, e o estudo de fenômenos como arco-íris, prismas e propagação da luz.
Óptica física
Na óptica física, a propagação da luz é onda, que tem as características de uma onda eletromagnética. Portanto, leva em consideração fenômenos como interferência, difração, refletividade e transmitância.
Este tipo de ótica é usada para predizer como será o comportamento de um sistema ótico sem saber em que meio as ondas estão sendo agitadas. São consideradas ondas eletromagnéticas porque também viajam à sua velocidade, razão pela qual são consideradas assim atualmente, com exceção do modelo quântico (a luz é uma partícula e é uma onda), com o qual o conhecimento do que é óptica clássica.
Elementos de ótica
Existem vários elementos neste campo que devem ser conhecidos para definir o que é óptico. Ou seja, o seguinte:
- Ondas eletromagnéticas
São aquelas ondas que não requerem nenhum meio físico para sua propagação.
- Frequência
É o número de vezes por segundo que a onda se repete. A frequência dessas ondas determinará uma cor, já que cada uma vibra em uma diferente.
- Raios e feixes de luz
Os raios de luz vêm do modelo geométrico no qual seriam a linha imaginária de seu caminho. Os feixes de luz são o conjunto de raios ou partículas (método quântico) de mesma origem propagados sem serem espalhados.
- Comprimento de onda e cor
É a distância que a luz percorreu ao fazer uma vibração completa. De acordo com o comprimento de onda, as cores são medidas.
- O espectro
É um conceito importante dentro dos elementos de óptica, já que é o conjunto de todas as frequências vibratórias das ondas eletromagnéticas, neste caso, da luz.
- Reflexão
Existem dois tipos: imagem espelhada e reflexão difusa. A primeira descreve o brilho em espelhos, cujo reflexo é simples e previsível, o que permite imagens refletidas próximas da realidade. O segundo refere-se ao gerado em superfícies não brilhantes, cujo reflexo só pode ser descrito estatisticamente.
- Dispersão
É quando diferentes frequências de luz têm velocidades diferentes, já que a luz é a combinação de todas as cores (frequências). Um exemplo na natureza é o arco-íris.
O que são ilusões de ótica
É a percepção errônea sobre as características de um objeto, conjunto, pessoa ou qualquer imagem que esteja sendo vista, ou seja, que estão longe da realidade objetiva. Para saber o que são ilusões de ótica, é necessário levar em consideração que, nesse processo, fatores psicológicos e fisiológicos desempenham um papel importante.
O psicológico, porque nesses casos o cérebro interpreta mal a informação visual que é captada, e o fisiológico, porque vai depender se o objeto está sendo visto intensamente, o que afeta os receptores da retina.
O que é fibra ótica
É um fio transparente superfino, feito de plástico ou vidro, por onde são enviados pulsos de luz. É um meio de transmissão geralmente usado em redes de dados. Sua espessura é semelhante à de um fio de cabelo humano. Esses pulsos de luz transmitem grandes quantidades de informações, sinal de televisão, Internet, comunicação telefônica e assim por diante.
Características da fibra óptica
- A eletricidade não é necessária para seu uso.
- É composto por um núcleo, manto, tensores, revestimento e revestimento.
- Seu núcleo é de plástico ou germânio e óxido de silício.
- Em seu núcleo há uma refração maior do que em sua capa.
- É utilizado na área de telecomunicações.
- Sua velocidade de transmissão excede a de cabos comuns.
- Eles são imunes a interferências eletromagnéticas.
- Eles são usados com LAN para poder transmitir em longo alcance.
- Sua espessura é de 0,1 milímetros de espessura e transparente.
- Consiste em uma fonte de luz (LED ou laser); um meio de transmissão (fibra óptica); e o detector de luz (fotodiodo).
Aplicações de fibra óptica
As fibras ópticas podem ser utilizadas como fios convencionais, tanto em ambientes de sistemas de processamento de dados quanto em ambientes autônomos. Por exemplo, em aviões, em redes geográficas ou em sistemas de longas linhas urbanas apoiados por companhias telefônicas.
