Professor: Diones Charles ÓPTICA GEOMÉTRICA REFRAÇÃO DA LUZ (Capítulo 27) 2º Ano do Ensino Médio FÍSICA 2 Professor: Diones Charles

1. Reflexão

2. Refração

Refração A Refração é a mudança de velocidade de propagação da Luz ao cruzar a interface entre dois meios distintos, geralmente acompanhada de mudança na direção de propagação.

Refração î r

Índice de Refração Mede a razão entre a velocidade da luz no vácuo (c) e a velocidade da luz no meio estudado (v). C = 3x108 m/s Entre dois meios considerados na refração, diz-se mais refringente o que apresenta maior índice de refração. O outro é, logicamente, o menos refringente.

Valores típicos de (n) Material Índice de refração Ar 1 Água 1,33 Acrílico 1,49 Vidro 1,6 a 1,9 Diamante 2,4

Meio 1 mais refringente que meio 2  n1>n2 NORMAL RR’ RI î r’ Meio 1 RR r Meio 2

Lei de Snell-Descartes NORMAL î Meio 1 Meio 2 r RI RR

Willebröd Van Roijen Snell

Vida Nasceu em 30 de outubro de 1580 na cidade de Leiden na Holânda; Astrônomo e matemático; Professor de Matemática.

Vida 1600: Desperta o interesse pela a Astrônomia; 1607: Formou em Direito; 1613: Professor de Matemática na Universidade de Leiden; 1617: Lança seu livro Eratosthenes Batavus (O Holandês Eratosthenes); 1621: Descobre a lei da Refração; 1626: Faleceu aos 46 anos na cidade de Leiden/Holanda. 1703: Tornou-se conhecido através da publicação de Huygens.

René Descartes

Pintura feita por Frans Hals (1580 - 1666), pintor holandes. Vida Nasceu em 31 de março de 1596 na cidade de Haia na França; Filósofo e matemático francês; Revolucionário na filosofia e na ciência; Fusão da álgebra com a geometria: geometria analítica. Pintura feita por Frans Hals (1580 - 1666), pintor holandes.

Vida 1616: formou-se em Direito; 1618: entrou para o exército holandês; 1616 a 1624: viajou pela Europa; 1624 a 1628: viveu na França, dedicando-se a Filosofia e a ciência; 1637: publicou o livro “O Discurso do Método”, apresentando suas teorias sobre meteorologia, ótica e matemática; 1641: publica “Meditações”, começa a desenvolver questões sobre conhecimento; 1644: Publica o “Princípios de Filosofia”; 1649: Convidado pela Rainha Cristina da Suécia, para dar-lhe instruções sobre filosofia. 1650: Faleceu em Estocolmo/Suécia no dia 11 de fevereiro.

Lei de Snell-Descartes  O raio refratado, o raio incidente e a normal são coplanares.  A Lei de Snell-Descartes relaciona os ângulo de incidência e refração com os índices de refração.

Situação problema “A fotografia mostra um feixe de luz que se propaga no ar, incidindo sobre um bloco de material transparente. Observando os ângulos de incidência e refração, descubra o índice de refração deste material”. Calcule a velocidade da luz no bloco.

Desvio da luz Quando a luz se propaga do meio menos refringente para o meio mais refringente, o raio de luz se aproxima da normal. Reciprocamente, quando a luz se propaga do meio mais refringente para o meio menos refringente, o raio de luz se afasta da normal. Raio incidente Normal i= L r= 90º Raio refratado

Ângulo Limite de Incidência O ângulo de incidência é chamado de ângulo limite (L) se o ângulo de refração for igual a 90o. n N Raio incidente Normal i= L r= 90º Raio refratado

Ângulo Limite de Refração O ângulo de refração é chamado de ângulo limite se o ângulo de incidência for igual a 90o. N n Normal Raio incidente i=90o r= L Raio refratado

Neste caso tivemos uma reflexão total Reflexão Total da Luz Condições para que ocorra reflexão total: N n N N N N N r=0o i > L i = L i < L i=0o i > L i = L i=0o Neste caso tivemos uma reflexão total

Fibra Óptica Fibras ópticas são fios longos e finos de vidro muito puro, com o diâmetro aproximado de um fio de cabelo humano, dispostas em feixes chamados cabos ópticos e usadas para transmitir sinais de luz ao longo de grandes distâncias..

Funcionamento da Fibra Ótica casca núcleo ar i>L 

Aplicação da reflexão total Miragem

Miragem I<L Ar frio I<L Ar quente I>L Ar mais quente Ar muito quente Asfalto I<L I>L Reflexão total

Aplicação da refração A densidade do ar diminui com a altura Altura Aparente dos Astros A densidade do ar diminui com a altura

Posição aparente dos astros A densidade do ar diminui com a altura. Observe esquema a seguir: Imagem Objeto

Dispersão luminosa

Arco-íris

Arco-íris

Arco-íris

A cor do céu

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