Óptica Geométrica

A Óptica Geométrica estuda a propagação da luz.
Os princípios em que se baseia a Óptica Geométrica são três:
Propagação Rectilínea da Luz:
1. Num meio homogénio e transparente a luz propaga-se em linha recta. Cada uma dessas "rectas de luz" é chamada de raio de luz.
2. Independência dos Raios de Luz: Quando dois raios de luz se cruzam, um não interfere na trajectória do outro, cada um comporta-se como se o outro não existisse.
3. Reversibilidade dos Raios de Luz: Se invertermos o sentido de propagação de um raio de luz ele continua a percorrer a mesma trajetória, num sentido contrário.
O domínio de validade da óptica geométrica é o de a escala em estudo ser muito maior do que o comprimento de onda da luz considerada e em que as fases das diversas fontes luminosas não têm qualquer correlacção entre si. Assim, por exemplo é legítimo utilizar a óptica geométrica para explicar a refracção mas não a difracção.
Todos os três princípios podem ser derivados do Princípio de Fermat, de Pierre de Fermat, que diz que quando a luz vai de um ponto a outro, segue a trajetória que minimiza o tempo do percurso.
A óptica geométrica fundamentalmente estuda o fenómeno da reflexão luminosa e o fenómeno da refracção luminosa. O primeiro fenómeno tem a sua máxima expressão no estudo dos espelhos, enquanto que o segundo, tem nas lentes o mesmo papel.
Para espelhos esféricos e lentes delgadas que verifiquem as condições de Gauss são verdadeiras as relações: (1) 1/f = (1/p) + (1/p´) e (2) (i/o) = -(p´/p); onde f é a distância focal do sistema;
p é a distância do objecto ao sistema (espelho ou lente); p´é a distância entre a imagem conjugada ao sistema; i é a altura da imagem conjugada e o é a altura do objeto.
No referencial de Gauss os pontos reais possuem distância positiva, enquanto que os pontos virtuais possuem distância negativa. Para sistemas convergentes a distância focal é positiva, enquanto que para sistemas divergentes a distância focal é negativa.