Ibn al-Haytham[1], que viveu na Península Ibérica, escreveu um tratado em árabe sobre óptica, em que surgem já avanços significativos relativamente a Ptolomeu.
No século XIII aparecem duas aplicações importantes da óptica: os espelhos de vidro estanhado e os óculos corretores da visão. Embora haja registos do seu uso a partir do ano 1000 a.C., a construção dos primeiros óculos presume-se que tenha acontecido no norte de Itália, muito provavelmente em Pisa, por volta do ano de 1290.
Kepler[2] deu um novo impulso ao estudo dos fenómenos ópticos com a publicação do seu primeiro trabalho sobre óptica em 1604.
Lipperhey[3] constrói o primeiro telescópio, com duas lentes convergentes montadas num tubo, que permite obter uma imagem invertida. Galileu aperfeiçoa este invento e apresenta o telescópio com imagens direitas, tendo sido muito utilizado em astronomia.
Snell[4] e Descartes[5] estudaram as Leis da Refracção, às quais têm os seus nomes ligados
Huygens[6] trabalhou no aperfeiçoamento das lentes, na construção de objetivas e de oculares, tendo descoberto a polarização da luz. No entanto, o que mais o notabilizou foi a sua obra “Traité de la Lumière”, de 1690, em que apresenta a teoria ondulatória da luz. Nela, considerava a luz como resultante das vibrações de uma substância imponderável que enchia, por completo, todo o espaço e que designou por éter. Esta teoria não foi geralmente bem aceite na época, possivelmente devido ao facto de Newton[7] ter elaborado uma teoria da luz em que a considerava ser constituída por uma emissão de partículas de dimensões muito reduzidas.
A teoria da emissão de Newton surgiu para interpretar os fenómenos de propagação da luz nos prismas.
O domínio da óptica geométrica e o caminho óptico
Na óptica geométrica trabalha-se com raios luminosos e feixes luminosos, em vez de utilizar ondas electromagnéticas. É possível usar esta metodologia sempre que o comprimento de onda da radiação é muito menor do que as dimensões do espaço onde se efetua o estudo. De uma forma mais rigorosa pode dizer-se que a óptica geométrica é o caso limite da óptica ondulatória, quando o comprimento de onda tende para zero.
Para caracterizar um meio óptico utiliza-se o seu índice de refracção n, que é um número adimensional, definido pelo quociente entre a velocidade da luz no vazio, c, e a velocidade da luz no referido meio, v,
(1)
e é sempre maior do que a unidade.
Em bom rigor, sempre que se referiu a velocidade da luz, v, num determinado meio, a grandeza em questão deveria ter sido designada como a velocidade de fase da luz, i.e. a velocidade com a qual as frentes de fase se propagam nesse meio.
De modo genérico, a velocidade de fase de uma qualquer onda é dada por
(2)
em que:
ω – frequência angular da onda, em rad s−1;
f – frequência da onda, em s−1;
k – número de onda angular, em rad m−1.
O número de onda angular, k, é dado por
(3)
[1]Hasan Ibn al-Haytham, matemático árabe que escreveu mais de 200 livros e, por vezes, apelidado de pai da óptica moderna, 965–1040.
[2]Johannes Kepler, matemático e astrónomo alemão, famoso pelas suas Leis do movimento dos corpos celestes, 1571–1630.
[3]Hans Lipperhey, fabricante de óculos alemão-holandês, 1570–1619.
[4]Willebrord Snellius, matemático e astrónomo holandês, 1580–1626.
[5]René Descartes, matemático, físico e filósofo francês, 1596–1650.
[6]Christiaan Huygens, físico, matemático e astrónomo holandês, 1629–1695.
[7]Isaac Newton, matemático e físico inglês, 1642–1727.
Artigo redigido segundo o Antigo Acordo Ortográfico
Rui Vilela Dionísio
Departamento de Sistemas e Informática
Escola Superior de Tecnologia de Setúbal do Instituto Politécnico de Setúbal
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