Física teórica e experimental 4

FAT – Faculdade de Tecnologia de Resende
Departamento de Energia e Mecânica
Física Teórica e Experimental IV

Prática 1

Título: Intensidade Luminosa

1. Introdução:

Raios de luz emitidos de uma fonte pontual, se propagam uniformemente em todas as direções, como vemos na Fig. 2.1.

Se uma dada superfície recebe luz proveniente de uma fonte, diz-se que esta superfície está iluminada. De modo análogo ao vetor de Poynting, a intensidade luminosa1 I observada em uma dada área A, situada a uma distância r da fonte de luz, é definido como a taxa de energia transportada (dU/dt) por unidade de área (A):

I = dU / dt A

Uma fonte pontual irradia luz isotropicamente em todas as direções. Tomando-se uma superfície esférica de raio r centrada nesta fonte pontual, teremos uma intensidade luminosa uniforme em qualquer ponto desta superfície. Neste caso, a intensidade em qualquer região desta superfície é dada por: I = dU / dt 4(r2

Este resultado mostra que a intensidade da luz emitida por uma fonte pontual varia com o inverso do quadrado da distância em relação à fonte.

1 Quando se trata de luz visível, o conceito de intensidade de luz deve ser tomado com cuidado, pois tanto o olho humano como a maioria dos fotosensores possui uma sensibilidade que varia acentuadamente em função da freqüência analisada. Eventualmente, outras grandezas físicas são definidas para o tratamento da radiação visível, dentre as quais o iluminamento é a que mais se assemelha à intensidade luminosa, da maneira como definimos.

Por simplicidade, o resultado acima foi demonstrado usando-se a hipótese de isotropia da emissão de luz pela fonte pontual. Entretanto, o mesmo resultado pode ser obtido sem esta hipótese simplificadora, sob determinadas condições. Como exemplo de fonte não-isotrópica, vejamos a situação ilustrada na Fig. 2.2, no qual a área iluminada A não envolve a fonte completamente. A intensidade luminosa será dada por:

I