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FGE 160- 2o. sem. 20071 FGE 160 - ÓTICA Notas de aulas criadas pela Profa. Elisabeth Andreoli de Oliveira com acréscimos de Antonio Domingues dos Santos.

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1 FGE o. sem FGE ÓTICA Notas de aulas criadas pela Profa. Elisabeth Andreoli de Oliveira com acréscimos de Antonio Domingues dos Santos

2 FGE o. sem Histórico 2.A velocidade da luz 3.Aspectos ondulatórios da luz O que é uma onda, ondas transversais e longitudinais A onda eletromagnética, velocidade, comprimento de onda O espectro eletromagnético Difração e interferência, a aproximação da ótica geométrica 4.Refração e reflexão Lei de Snell, Dispersão, reflexão interna total, miragens Princípio de Huygens & Lei de Snell 5.Polarização 6.Espalhamento Parte I - A NATUREZA DA LUZ

3 FGE o. sem Histórico Egito: espelhos de metal polidos Grécia estudos de Platão, Aristóteles, Demócrito e Pitágoras Euclides, 300 AC, enunciado da Lei da Reflexão, estudos da refração, uso de vidros queimadores 1000 DC- Alhazen Tratado sobre espelhos esféricos e parabolicos, descrição do olho humano Final do século 13, tradução para o latim Século 13- Alquimistas produzem películas finas que podem ser depositadas sobre o vidro para produzir espelhos

4 FGE o. sem Histórico Século patente do telescópio solicitada por um holândes Galileu faz observações astronômicas com seu próprio instrumento (luneta refratora) Zacharias Jansen inventa o microscópio composto Kepler (1611) – reflexão interna total, lei de refração para pequenos ângulos Lei de Snell, 1657 – Fermat – dedução da lei de refração usando o princípio de tempo mínimo Francisco Grimaldi, e Robert Hook, relatos do fenômeno de difração da luz

5 FGE o. sem Histórico Modelo corpuscular luz é constituída de um feixe de partículas Usando as leis da mecânica – refração e reflexão Newton ( )

6 FGE o. sem Histórico Descreve a decomposição da luz ao atravessar um prisma (dispersão) 1630 – constrói telescópios refletores para eliminar aberração cromática Newton ( )

7 FGE o. sem Histórico Modelo ondulatório Deduz corretamente as leis de refração e refração Descobre a dupla refração na calcita Explica outros fenômenos óticos; difração e interferência que não podiam ser explicados pelo modelo corpuscular Christian Huygens ( )

8 FGE o. sem A natureza da luz Difração e interferência Thomas Young ( )

9 FGE o. sem A Velocidade da Luz Primeira estimativa – 1676 Olaf Roemer eclipse de Io, lua de Júpiter Período de revolução de Io; 42,5h Período de revolução de Jupíter 12 anos terrestres Revolução de180 o da Terra=15 o de Jupíter c 2,1x10 8 m/s

10 FGE o. sem A Velocidade da Luz Método de Fizeau Mais preciso, usando uma roda dentada C=3,1x10 8 m/s Teoria do eletromagnetismo Previsão da existência de ondas eletromagnéticas Propagação no vácuo, com velocidade igual a velocidade da luz no vácuo Hertz oito anos após a morte de Maxwell, comprovação da existência de ondas eletromagnéticas usando um circuito oscilante James Clark Maxwell

11 FGE o. sem A velocidade da luz Problemas O que é o vácuo? Como a luz pode se propagar no vácuo? Teoria do éter Fluido que preenche todo o espaço vazio no universo Propriedades mecânicas contraditórias

12 FGE o. sem A velocidade da luz Experiência de Michelson- Morley A velocidade da luz não depende do movimento do observador?!

13 FGE o. sem A velocidade da luz Mais problemas!! e-e- e-e- Efeito fotoelétrico luz Baseado no Trabalho de Planck(1900) Einstein, luz é composta por fótons, transportando energia E=h

14 FGE o. sem A velocidade da luz Qual é o modelo para a luz? Mecânica quântica- onda e partícula Experimentalmente verificamos ora a natureza natureza ondulatória, ora a natureza corpuscular, mas nunca as duas simultâneamente. Princípio da Relatividade A velocidade da luz é constante, independente do referencial, c=3x10 8 m/s.

15 FGE o. sem Aspectos Ondulatórios da luz

16 FGE o. sem Ondas 3. Aspectos ondulatórios da luz

17 FGE o. sem Onda longitudinal Onda sonora Onda mecânica em uma mola 3. Aspectos ondulatórios da luz

18 FGE o. sem Onda transversal Propagação de uma perturbação, sem transporte de matéria Na foto: a pequena bolinha presa à mola, oscila apenas verticalmente, enquanto a onda se propaga para a direita. Não há deslocamento na direção de propagação da onda 3. Aspectos ondulatórios da luz

19 FGE o. sem Princípio de Superposição 3. Aspectos ondulatórios da luz

20 FGE o. sem Frentes de onda circulares retas 3. Aspectos ondulatórios da luz

21 FGE o. sem Frentes de onda e raios de luz esféricas planas Os raios de luz, indicados pelas setas, são perpendiculares à superfície da frente de onda e indicam a direção de propagação da onda. 3. Aspectos ondulatórios da luz

22 FGE o. sem Onda senoidal v= f Amplitude Comprimento de onda v Onda eletromagnética no vácuo v=c 3. Aspectos ondulatórios da luz

23 FGE o. sem Onda eletromagnética 3. Aspectos ondulatórios da luz

24 FGE o. sem O espectro eletromagnético f = 8,35 x Hz= 3,6 x m f = 3,85 x Hz = 7,8 x m 3. Aspectos ondulatórios da luz

25 FGE o. sem Ondas de rádio

26 FGE o. sem Ondas de rádio

27 FGE o. sem Pressão da Radiação Eletromagnética

28 FGE o. sem Ondas luminosas e raios X

29 FGE o. sem laser

30 FGE o. sem Raios X

31 FGE o. sem Difração <>d Aproximação da ótica geométrica Aberturas grandes; d>> Não se considera a difração ! 3. Aspectos ondulatórios da luz

32 FGE o. sem Interferência 3. Aspectos ondulatórios da luz

33 FGE o. sem Referências rd.html rd.html R. A. Serway, Física 3 para Cientistas e Engenheiros, 3ª. Edição. Editora Livros Técnicos e Científicos, (1996). Capítulo 35 Sears e Zemansky- Física IV- Ótica e Física Moderna, 10ª. Ed., Addison Wesley (2004). Capítulo 34


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