PROFESSOR: Eliab RodriguesAULA 1: Óptica Biomédica 1

UNIVERSIDADE DE CIENCIAS DA SAÚDE DE ALAGOAS

Sumário Geral

RESUMÃO DE ÓPTICAIntrodução a Óptica Biomédica I

Introdução a Óptica, Estudos sobre os Microscópios.

Figura1: Prisma

Conceito

Óptica é a parte da Física responsável pelo estudo dos fenômenos associados à luz.

A luz, ou luz visível como é fisicamente caracterizada, é uma forma de energia radiante. É o agente físico que, atuando nos órgãos visuais, produz a sensação da visão.

Divisão da Óptica

Óptica Física: Estuda os fenômenos ópticos que exigem uma teoria sobre a natureza das ondas eletromagnéticas.

Óptica Geométrica: Estuda os fenômenos ópticos em que apresentam interesse as trajetórias seguidas pela luz. 

Conceitos Básicos

Raios de luz: São a representação geométrica da trajetória da luz, indicando sua direção e o sentido da sua propagação.

Figura2: Representação do Raio de Luz

Conceitos BásicosCônico convergente: os raios de luz convergem para um

ponto;

Cônico divergente: os raios de luz divergem a partir de um ponto;

Cilíndrico paralelo: os raios de luz são paralelos entre si.

Figura3: Convergente

Figura4: Divergente

Figura5: Paralelo

Conceitos Básicos

Fontes de luz: Tudo o que pode ser detectado por nossos olhos, e por outros instrumentos de fixação de imagens.

Fontes primárias: São corpos que emitem luz própria.

Fontes secundárias: São os corpos que enviam a luz que recebem de outras fontes.

Meios de Propagação da Luz

Meio transparente: Meio que permite a propagação regular da luz.

Meio translúcido: Meio que permite apenas uma propagação irregular da luz.

Meio opaco: Meio que não permite a propagação da luz.

Figura6: Meios de Propagação da Luz

Fenômenos ÓpticosReflexão regular: A Luz que incide na superfície e

retorna ao mesmo meio, regularmente.

Reflexão difusa: A luz que incide sobre a superfície volta ao mesmo meio, de forma irregular.

Figura7: Fenômenos Ópticos

Fenômenos ÓpticosRefração: A luz incide e atravessa a superfície,

continuando a se propagar no outro meio.

Absorção: A luz incide na superfície, no entanto não é refletida e nem refratada, sendo absorvida pelo corpo.

Figura8: Fenômenos ÓpticosII Figura9: Fenômenos ÓpticosIII

Princípio da independência dos raios de luzQuando os raios de luz se cruzam, estes seguem

independentemente, cada um a sua trajetória.

Figura10: Princípio da Independência dos Raios

Princípio da propagação retilínea da luzTodo o raio de luz percorre trajetórias

retilíneas em meios transparentes e homogêneos.

Figura11: Princípio da Propagação dos Raios

Ponto ObjetoPonto objeto, é o vértice do feixe de luz que incide sobre

um objeto ou uma superfície. Dividido em três tipos principais:

Ponto objeto real (POR): é o vértice de um feixe de luz divergente, sendo formado pelo cruzamento efetivo dos raios de luz.

Ponto objeto virtual (POV): é o vértice de um feixe de luz convergente, sendo formado pelo cruzamento imaginário do prolongamente dos raios de luz.

Ponto objeto impróprio (POI): é o vértice de um feixe de luz cilíndrico, ou seja, se situa no infinito.

Figura12: Princípio da Propagação dos Raios

Ponto ImagemPonto imagem, é o vértice de um feixe de luz emergente, ou

seja, após ser incidido.

Ponto imagem real (PIR): é o vértice de um feixe de luz emergente convergente, sendo formado pelo cruzamento efetivo dos raios de luz.

Ponto imagem virtual (PIV): é o vértice de um feixe de luz emergente divergente, sendo formado pelo cruzamento imaginário do prolongamento dos raios de luz.

Ponto imagem impróprio (PII): é o vértice de um feixe de luz emergente cilíndrico, ou seja, se situa no infinito.

Figura13: Princípio da Propagação dos Raios

Espelho Plano

O prolongamento do raio refletido passa por um ponto imagem virtual (PIV), "atrás" do espelho.

Nos espelhos planos, o objeto e a respectiva imagem têm sempre naturezas opostas.

Figura14: Espelho Plano

Espelho EsféricoChamamos espelho esférico qualquer calota esférica que

seja polida e possua alto poder de reflexão.

Figura15: Espelho Esférico

Cor e frequência

CorComprimento de

onda( = )

Frequência()

Violeta 3900 – 4500 7,69 – 6,65

Anil 4500 – 4550 5,65 – 6,59

Azul 4550 – 4920 6,59 – 6,10

Verde 4920 – 5770 6,10 – 5,20

Amarelo 5770 – 5970 5,20 – 5,03

Alaranjado 5970 – 5220 5,03 – 4,82

Vermelho 6220 – 7800 4,82 – 3,84

Espectro Eletromagnético

Figura16: Espectro

Luz e VelocidadeA luz faz parte de um grupo de ondas, ondas

eletromagnéticas,

A velocidade da luz no vácuo é maior, é caracterizada pela letra c e tem um valor aproximado de 300 km/s.

A luz se comporta de forma diferente nos meios materiais, já que interage com a matéria. Em qualquer um destes meios a velocidade da luz v é menor que c.

Em meios diferentes do vácuo também diminui a velocidade conforme aumenta a frequência. Por ex.: A velocidade da luz vermelha é maior que a velocidade da luz violeta.

Focos de uma lente - Principais Foco imagem (F'): É o ponto ocupado pelo foco imagem,

podendo ser real ou virtual.

Foco objeto (F): É o ponto ocupado pelo foco objeto, podendo ser real ou virtual.

Distância focal: É a medida da distância entre um dos focos principais e o centro óptico, esta medida é caracterizada pela letra f.

Pontos antiprincipais: São pontos localizados a uma distância igual a 2f do centro óptico (O), ou seja, a uma distância f de um dos focos princiapais (F ou F'). Esta medida é caracterizada por A (para o ponto antiprincipal objeto) e A' (para o ponto antiprincipal imagem).

Associação de LentesDuas lentes colocadas de forma que funcionem como uma

só, se postas coaxialmente - com eixos principais coincidentes.

São chamadas de justapostas, se estiverem encostadas, ou separadas.

A associação de lentes forma uma lente equivalente.

Lembrando que se a lente equivalente tiver vergência positiva será convergente e se tiver vergência negativa será divergente.

Associação de lentes justapostas Para lentes justapostas, utiliza-se o teorema das

vergências para definir uma lente equivalente.

Este teorema diz que a vergência da lente equivalente à associação é igual à soma algébrica das vergências das lentes componentes. Ou seja:

Figura17: Justaposto

Associação de lentes separadas Duas lentes são associadas de forma separada, utiliza-se

o teorema das vergências para definir uma lente equivalente. Um exemplo de associação separada é:

A vergência da lente equivalente à tal associação é igual a soma algébrica das vergências dos componetes menos o produto dessas vergências pela distância que separa as lentes. Desta forma:

Figura18: Separada

Figura21: Microscópio de Hooke

História do MicroscópioO microscópio foi inventado por um fabricante de óculos

holandês chamado Zaccharias Janssen por volta de 1590.

Figura22: Janssen

Figura23: Microscópio de Janssen

Robert Hooke

Em 1655, o inglês Robert Hooke criou o primeiro microscópio composto.

Ele publicou Micrographia, o primeiro livro descrevendo as observações de diversos organismos feitas pelo microscópio que construiu.

Figura24: Hooke

Antoni Van LeeuvenhoekAntoni Van Leeuvenhoek, da Holanda, construiu seu

próprio microscópio simples, que possibilitou sua descoberta das células vermelhas do sangue em 1673, bem como a descoberta da bactéria e do esperma humano.

Figura25: Antoni Figura26: Microscópio Antoni

Leitz e Zeiss

Os microscópios criados pela Leitz e Zeiss, empresas alemãs, tornaram-se populares na última metade do século XIX.

Figura27: Leitz e Zeiss

Tipos de Microscópio

Partes dos Microscópios

Link do Folder

Figura28: Partes do Microscópio

Partes dos Microscópios

Figura29: Partes do MicroscópioII

Cuidados Logísticos ao AdquirirSe é de conformidade com a aplicação,

Se o que foi comprado é o que está no catálogo (há partes e acessórios que são comprados a parte),

Se há estrutura física viável no ambiente em que estará instalado: Tensão elétrica Corrente Elétrica Estabilizador, Nobreack, Espaço, Estabilidade.

Se foi entregue tudo o que foi comprado.

Limpeza e Conservação para Uso

Não tente desmontar nenhum componente óptico. Para qualquer reparo que não conste no manual, consulte assistência técnica.

ƒAntes de limpar a superfície das lentes, remova a poeira com uma escova especifica para lentes, ou com ar comprimido com baixa pressão, ou em qualquer loja de material fotográfico.

Não remova as oculares do porta ocular para a limpeza.

Limpe a superfície externa com um pano macio umedecido em uma solução de limpeza de álcool e éter;

Limpeza e Conservação para Uso

Depois seque com um papel especial para lentes, fazendo movimentos circulares de dentro para fora.

Não esfregue as lentes depois de secas já que arranham facilmente.

Não remova as objetivas para a limpeza.

ƒLimpe somente a superfície usando um pano de algodão macio umedecido em uma solução de limpeza de éter e álcool.

Depois seque as lentes com o mesmo tipo de pano.

ManuseioEvite utilizar o equipamento em locais úmidos ou com

muita poeira;

O local deve ser livre de fumaças ácidas ou alcalinas;

ƒSempre que o microscópio não estiver em uso, cobri-lo com sua capa protetora;

Ao trocar as lâmpadas utilize luvas ou um pano.

Evite tocar diretamente no bulbo da lâmpada;

Antes de Usar

É importante detectar qualquer tipo de dano causado no transporte quando se desembala.

Antes de conectar o aparelho à rede elétrica, verificar se a voltagem da rede é a mesma indicada na etiqueta de identificação do equipamento.

Segurança Elétrica

Nos laboratórios onde são comuns oscilações de voltagem de rede elétrica recomendamos o uso de um estabilizador.

Não retire o pino terra e nem utilize adaptadores, o não aterramento do equipamento pode causar choque, com risco de morte!

Manutenção – Troca da Lâmpada

Desligue o microscópio da tomada e aguarde o resfriamento das lâmpadas.

Para a iluminação transmitida (luz inferior) retire o disco de vidro da área de trabalho.

ƒRetire a lâmpada do alojamento.

Nunca utilize alicate ou qualquer outra ferramenta que possa danificar os componentes do microscópio.

Manutenção – Troca da Lâmpada ƒColoque a nova lâmpada no soquete.

Use luvas ou um pano envolvendo o bulbo da lâmpada.

O contato direto da mão na lâmpada pode provocar a sua perda.

Concluída a instalação da nova lâmpada limpe-a com um pano e álcool.

Para remoção da lâmpada de iluminação incidente (luz superior) solte o parafuso de fixação e siga os mesmos procedimentos de troca mencionados anteriormente.

Manutenção – Limpeza e Conservação

Antes de limpar a superfície das lentes, remova a poeira com uma escova especifica para lentes, ou com ar comprimido com baixa pressão.

Não remova e objetivas e oculares do porta ocular para a limpeza;

Limpe a superfície externa com um pano macio umedecido em uma solução de limpeza de álcool e éter;

Manutenção – Limpeza e Conservação

ƒDepois seque com um papel especial para lentes, fazendo movimentos circulares de dentro para fora.

Não esfregue as lentes depois de secas já que arranham facilmente.

Limpe somente a superfície usando um pano de algodão macio umedecido em uma solução de limpeza de éter e álcool.

Depois seque as lentes com o mesmo tipo de pano.

Problemas Comuns

Atividade 1

Figura30: Partes do MicroscópioIII

Fontes Bibliográficas:http://www.sofisica.com.br/conteudos/indice2.phphttp://www.brasilescola.com/oscincosentidos/

visao.htmhttp://www.olympuslatinoamerica.com/portuguese/

ola_aboutolympus_microscopes_port.aspInstruções de Uso: Microscópio Estereoscópio Karis

Fonte das Imagens: Acessado em 04/02/2015 Figura1:

http://www.proyectoazul.com/category/ciencias-y-proyectos-para-ninos/experimentos-con-luz/

Figura3-5: http://www.sofisica.com.br/conteudos/Otica/Fundamentos/luz1.php Figura6: http://cursa.ihmc.us/ Figura7: http://www.chrisparra.com/wp-content/ Figura8: http://www.sobiologia.com.br/figuras/oitava_serie/ Figura9: http://www.sofisica.com.br/conteudos/Otica/Refracaodaluz Figura11: http://www.especifico.com.br Figura12-13: http://www.brasilescola.com Figura22: http://www.biografiasyvidas.com/biografia/j/janssen_zacharias.htm Figura 23: http://www.ranm.es/lente/Microscopios Figura 24: http://infobiol.com/descubrimiento-de-la-celula/ Figura 25: http://www.ahistoria.com.br/biografia-anton-van-leeuwenhoek/ Figura26: http://www.feiradeciencias.com.br/sala09/09_26.asp Figura27: http://www.todocoleccion.net/microscopio-antiguo-zeiss-1890-microscopio-

antiguo-leitz-1900-envio-incluido~x29271398 Figura28: http://farmacofarmacia.blogspot.com.br/2013/09/microscopia.html Figura29: http://profzeroberto.blogspot.com.br/2011/04/trabalho-sobre-partes-do-

microscopio.html