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Índice de Refração e Leis da refração da Luz Prof. Zé Godinho Bacharel em Matemática Aplicada.

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2 Índice de Refração e Leis da refração da Luz Prof. Zé Godinho Bacharel em Matemática Aplicada

3 A natureza da luz O problema : De acordo com a teoria eletromagnética, a luz é composta de campos elétricos e magnéticos que oscilam constantemente enquanto viajam. onda A luz é uma onda longitudinal, por isso precisa de um meio para se deslocar. Campo Elétrico Campo Magnético O éter

4 A natureza da luz O fim da saga do éter A explicação de Einstein: A luz é composta de pacotes de energia (fótons), que juntos possuem comportamento ondulatório, ou seja a dualidade Onda-Partícula.

5 Luz x Som Eletromagnética – Constrói o próprio meio para passar.Eletromagnética – Constrói o próprio meio para passar. Meios muito densos atrapalham o seu movimento.Meios muito densos atrapalham o seu movimento. Vluz vácuo Vluz ar > VLuz líquidos > VLuz SólidosVluz vácuo Vluz ar > VLuz líquidos > VLuz Sólidos Quando a luz passa de um meio menos denso para um meio mais denso ela perde velocidade.Quando a luz passa de um meio menos denso para um meio mais denso ela perde velocidade. Quando a luz passa de um meio mais denso para um meio menos denso ela ganha velocidade.Quando a luz passa de um meio mais denso para um meio menos denso ela ganha velocidade. Mecânica – Precisa de um Meio material para se propagar. Meios muito densos facilitam o seu movimento. Vsom Sólidos > Vsom água > Vsom ar Quando o som passa de um meio menos denso para um meio mais denso ele ganha velocidade. Quando o som passa de um meio mais denso para um meio menos denso ele perde velocidade.

6 Refração da Luz A luz ao passar de um meio para outro sofre o fenômeno da refração, com mudança na velocidade, no comprimento de onda e na direção de propagação em alguns casos.A luz ao passar de um meio para outro sofre o fenômeno da refração, com mudança na velocidade, no comprimento de onda e na direção de propagação em alguns casos.

7 Casos particulares Um raio de luz incide formando 90º com a superfície de separação.Um raio de luz incide formando 90º com a superfície de separação. O raio não sofre mudança na direção + Denso (Refringente) - Denso (Refringente) Velocidade Diminuiu Velocidade Aumentou

8 Casos particulares Ao passar de um meio menos refringente para um mais refringente com ângulo de incidência î 90ºAo passar de um meio menos refringente para um mais refringente com ângulo de incidência î 90º i r A luz perde velocidade por ser mais difícil a propagação. O raio aproxima da normal. Normal

9 Casos particulares Ao passar de um meio mais refringente para um menos refringente com ângulo de incidência î 90ºAo passar de um meio mais refringente para um menos refringente com ângulo de incidência î 90º i r A luz ganha velocidade por ser mais fácil a propagação O raio afasta da normal.

10 O índice de refração Absoluto O índice de refração de um determinado meio pode ser calculado fazendoO índice de refração de um determinado meio pode ser calculado fazendo Onde: N = índice de refração C = Velocidade da luz no vácuo m/s V = Velocidade da luz no meio envolvido O índice de refração Relativo Índice de A em relação a B O menor índice que existe é o índice do vácuo pois:

11 A relação de Snell-Descartes Para qualquer ponto de refração, seja de um meio mais refringente para um meio menos refringente ou vice-versa é válida a seguinte relação.Para qualquer ponto de refração, seja de um meio mais refringente para um meio menos refringente ou vice-versa é válida a seguinte relação. Logo N 1.V 1 = N 2.V 2

12 Pág 174 Exercícios 1 – Considere dois meios homogêneos e transparentes, A e B, separados por uma fronteira F. A luz proveniente do meio A atravessou a fronteira F e passou a se propagar no meio B. Dizemos que ocorre o fenômeno da refração: a)Se a luz for desviada em sua trajetória ao atravessar a fronteira F. b)Se a luz sofrer variação de velocidade ao atravessar a fronteira F. c)Somente se forem satisfeitas as duas condições anteriores simultaneamente. d)Quaisquer que sejam os meios A e B. e)Somente se um dos meios for o vácuo.

13 2 – O índice de refração absoluto de um meio: a)Tem sempre valor menor que 1; b)É medido em km/s; c)Só pode ser igual a 1; d)Obedece a relação n 1; e)Não tem definição exata. 3 – A velocidade da luz no vidro tem módulo igual a m/s. Qual o índice de refração absoluto do vidro?

14 4 – O índice de refração absoluto da água vale 4/3. Calcule o módulo da velocidade com que a luz propaga na água. 5 – O índice de refração absoluto da água vale 4/3 e o vidro 3/2. Qual o índice de refração do vidro em relação à água?

15 Para um conjunto de dois meios homogêneos transparentes e uma dada luz monocromática, é constante a razão entre o seno do ângulo de incidência e o seno do ângulo de refração. Essa razão entre o seno de refração e o seno de incidência é numericamente igual ao índice de refração entre o meio de incidência e o meio de refração, logo.: 2ª Lei da Refração – Aula 14 – Pág 175 i r

16 Conclusões Finais

17 Papai e mamãe Como uma ave que sai do ninho de onde nasceu, Eu saio de vossos braços, para cumprir passo a passo à sina que Deus me deu. Sei que mamãe padeceu pra criar o filho seu, por isso é que eu vou embora, Preciso lutar com a vida para lhe dar mãe querida, mais conforto pra senhora. Vou fazer um juramento que só voltarei para trás se eu conseguir triunfar, Porém se eu fracassar, aqui eu não volto mais. Um pedido vou fazer, a quem por mim perguntar, alguns dos colegas meus, Diga que fui embora sem despedir, temendo não resistir a triste hora do adeus. Pegue meu cão policial, para que o pobre animal não veja quando eu partir, Solte ele quando eu estiver bem longe, pra ele não me seguir. O meu canário seresteiro que eu mesmo fiz prisioneiro pra ouvir ele cantar, Mamãe, depois que eu for embora abra a porta da gaiola e deixe o canário voar. É noite silenciosa, cai sereno na rosa, surge a lua lá na serra. Mamãe, vou partir agora e quando raiar a aurora eu já estarei em outras terras. Não chores mamãe, eu vendo o pranto que escorre em seu rosto divino, Chego a perder a coragem de seguir essa viagem e cumprir o meu destino. Não chores papai, não sou um filho que morre, só vou conhecer o mundo, por lugares desconhecidos, mais de você pai querido, não esquecerei nem um segundo. Nas ondas do vento, vou mandar um mandar um pensamento, levar um recado meu, Para dizer mãe querida, que não encontrei nesta vida outro amor igual ao seu. É chegada a triste hora de ir pelo mundo a fora, mas levarei nas lembranças a casa onde nasci, onde feliz eu vivi desde os tempos de criança. Adeus ó terra querida, onde eu tive nesta vida os primeiros sonhos meus, adeus serras e Campinas, chão de águas cristalinas, Adeus papai e mamãe, adeus.

18 Papai e mamãe Eu sou o filho que volta a bater na porta que a muito tempo fechei, quando fui embora chorando e aqui soluçando papai e mamãe eu deixei. Hoje vejo a gaiola vazia do canário que um dia eu mesmo mandei soltar, talvez o pobre animal voltou ao seu velho ninho como eu voltei ao meu lar. Vejo meu cão policial latindo ali no quintal e nem me reconheceu, vem lobo, vem lamber seu dono que te deixou no abandono sem ao menos dizer-te adeus. Já vai alta madrugada eu vejo a janela fechada dos quartos dos meus velhinhos, talvez mamãezinha chora sem nunca pensar que agora seu filho está tão pertinho. Talvez pensam que eu morri, por que nunca lhes escrevi desde a minha despedida, eles devem estar velhinhos já na curva do caminho que conduz ao fim da vida. Abre a porta papai, seu filho está de volta a pedir a sua benção, sei que sua voz não sai cortada pela emoção, não precisa dizer nada deixe as lágrimas derramadas, molharem meu peito de dor. Eu que vivi papaizinho vinte anos sem carinho, quero agora seu calor. Papai cadê minha mãezinha, não precisa dizer nada meu pensamento adivinha olhando nos olhos teus. Meu filho chorando quero te dizer, sua mãe não pode viver e foi se embora morar com deus, como uma flor entre espinhos no abandono murchou. Papai como estás velhinho, seus cabelo estão branquinhos, foram as tardes sem fim. Aqui vejo a fotografia da mãezinha que um dia deixei a chorar, parece que ela diz, filho como estou feliz por ver você regressar. Parti pra fazer riqueza, pra tirar-lhes da pobreza o meu pai e minha mãezinha, mais descobri tarde demais que eram os meus velhos pais a maior riqueza que eu tinha.


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