Luz e Visão.

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1 Luz e Visão

2 Introdução O problema da natureza da luz tem intrigado os cientistas por muitos séculos. E foi somente por volta do século XVI que algumas idéias mais consistentes começaram a ser estabelecidas.

3 Descartes Descartes acreditava que a luz se propagava como a pressão, ou seja, instantâneamente

4 Homer

5 Roemer Em 1679 Roemer propôs que a luz deveria ter uma velocidade finita e mediu a sua velocidade observando e medindo o intervalo de tempo entre sucessivos eclipses das luas de Jupiter.

6 Medida da velocidade da luz

7 Einstein Em 1905 Einstein mostrou que a velocidade da luz possuia um valor limite de 3× 10 8 𝑚/𝑠

8 Medindo a velocidade da luz
Fizeau em 1849 propôs o primeiro método de medida da velocidade da luz.

9 Distância que a luz viaja D=2d O tempo de transito entre um dente e outro = 1 2𝑛𝑁 n=número de revoluções por segundo N=número de dentes da roda V=2d÷𝑡=(2𝑑)2𝑛𝑁=(17.26𝑘𝑚)×2×720×12.6rev/s=3,13× 10 8 𝑚/𝑠

10 Teorias da luz Ondulatória Corpuscular

11 Teorias da Luz No século XVII duas teorias foram propostas, a teoria ondulatória e a teoria corpuscular. A teoria ondulatória foi proposta por Huygens. Ele acreditava que a luz era uma onda longitudinal e se propagava através de um meio chamado Éter. Este meio tinha propriedades estranhas: era invisível e circundava todo o espaço. A outra teoria era a corpuscular proposta por Newton que acreditava que a luz era emanada da fonte que a produzia, por meio de pequenas partículas. Planck mostrou que a luz comportava-se ora como partícula ora como onda.

12 Teoria de Huygens Huygens considerava que as ondas moviam-se de um lugar a outro por meio de frentes geradoras. Uma onda plana pode ser considerada como uma onda circular muito distante da origem

13 Problemas 1) As frentes de onda se propagavam sempre para frente
2) As ondas podiam apresentar interferência destrutiva. A luz se propaga em linha reta e não apresenta interferência destrutiva.

14 Reflexão

15 Refração Seja a velocidade da luz no material a 𝑐 𝑎 e o do meio 𝑐 𝑚 . 𝐶𝐵=𝐴𝐵𝑠𝑒𝑛 𝑖 𝐴𝐷=𝐴𝐵𝑠𝑒𝑛 r O tempo para viajar até CB=CB/ca O tempo para viajar até AD=AD/cm Estes tempos são iguais, logo, 𝑐 𝑎 𝑐 𝑚 = 𝑠𝑒𝑛(𝑖 𝑠𝑒𝑛(𝑟 = 𝑛 𝑎 𝑛 𝑚 = 𝑛 𝑚 𝑎

16 Reflexão (teoria corpuscular)
𝑐 𝑎 𝑠𝑒𝑛 𝑖= 𝑐 𝑎 𝑠𝑒𝑛 r Portanto 𝑠𝑒𝑛 i=sen r → 𝑖=𝑟

17 Refração (teoria corpuscular)
𝑐 𝑎 𝑠𝑒𝑛 𝑖= 𝑐 𝑚 𝑠𝑒𝑛 r Portanto 𝑐 𝑚 𝑐 𝑎 = 𝑠𝑒𝑛(𝑖 𝑠𝑒𝑛(𝑟 = 𝑛 𝑚 𝑎

18 Reflexão e Refração da luz

19 Difração

20 Luz (Mecânica Quântica)
Equação de Planck 𝐸=ℎ𝜈 ℎ=6.63× 10 −34 𝐽𝑠

21 Orbitais

22 Fóton Espectro de Absorção e Emissão

23 Laser O Laser é uma fonte de luz que produz um feixe de luz cujos fótons são emitidos de forma cooperativa e coerente de átomos. A expressão LASER em inglês “light amplification by stimulated emission of radiation”.

24 LASER O esquema abaixo mostra a abosorção e dois tipos de emissão de fótons por um grupo de átomos.

25 Emissão estimulada Na emissão estimulada cada fóton incidente encontra um átomo previamente excitado. Isto induz cada átomo a emitir um segundo fóton com as mesmas características do fóton incidente. Os fótons são emitidos em fase, daí a expressão de luz amplificada e coerente.

26 Dispositivo de LASER He-Ne
Um gás de He+Ne sofre uma descarga elétrica fazendo com que fótons sejam produzidos coerentemente.

27 LASER na Medicina Laser AZUL GaN Laser Verde KPT/YAG

28 Aplicação Bisturi a LASER fotocoagulação
Oftalmologia (correção de defeitos oculares)