Óptica Refração da Luz

Refração Ocorre quando a luz muda de meio de propagação, podendo ou não mudar sua direção. ***Há um caso no qual a luz so-fre refração mas não sofre desvio.

Analogia com a Mecânica Eixo com rodas livres Assoalho (v>) Tapete (v<)

N Raio Incidente Raio Refletido Meio 1 Meio 2 900 Raio Refratado

Índice de Refração Absoluto→n c → veloc. da luz no vácuo c = 3 x 108 m/s Vácuo → n=1 Ar → n=1 ***Para um dado meio transparente, n depende da cor da luz. nVERM.<nALAR. <nAM<nVERDE<nAZ <nANIL< nVIOLETA

Índice de Refração Relativo Índice de refração do meio A em relação ao meio B. Índice de refração do meio B em relação ao meio A.

Lei de Snell/Descartes v1 > v2 n1 < n2 Meio 1 Meio 2 900

No caso mais comum em vestibulares, teremos î = 450 , n1 = 1 e n2 = e pede para calcular o ângulo de refração.

Também teremos î = 600 , n1 = 1 e n2 = e também pede para calcular o ângulo de refração.

N v1 > v2 n1 < n2 Meio 1 Meio 2 900 ***O raio de luz estará mais próximo da normal no meio mais refringente (lembre-se do pobre e do rico).

***Há materiais que são birrefringentes, ou seja, o feixe luminoso é dividido em dois, formando-se assim duas imagens. Este não é um meio isotrópico.

Dióptros Planos nOBS < nOBJ =>p’<p p' p p' p i (virtual) N N nOBS < nOBJ =>p’<p p' objeto p p' p i (virtual) obj nOBS > nOBJ =>p’>p

(UFSC) A figura a seguir mostra um lápis de comprimento AB, parcialmente imerso na água e sendo observado por um estudante. Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. O estudante vê o lápis "quebrado" na interface ar-água, porque o índice de refração da água é maior do que o do ar. 02. O feixe luminoso proveniente do ponto B, ao passar da água para o ar se afasta da normal, sofrendo desvio. 04. O estudante vê o lápis "quebrado" na interface ar-água, sendo o fenômeno explicado pelas leis da reflexão. 08. O observador vê o lápis "quebrado" na interface ar-água porque a luz sofre dispersão ao passar do ar para a água. 16. O ponto B', visto pelo observador, é uma imagem virtual.

(a) (b) (c) Vidro e ar; Vidro e água; Vidro, ar e tetracloroetileno. Índices de refração muito próximos, o vidro e o líquido se confundem.

Lâminas de Faces Paralelas θ1 = î e θ2 = r

Reflexão Total Interna

RAIO RASANTE OU TANGENTE ÂNGULO LIMITE OU CRÍTICO θmax = 900 AR → n< ÁGUA → n> ÂNGULO LIMITE OU CRÍTICO L

Reflexão Total Interna SAI RASANTE OU TANGENTE → Limite 900 AR → n< Reflexão Total Interna ÁGUA → n> Reflexão Parcial L 1º) Luz vai do mais refringente (n>) para o menos refringente (n<). Só acontece quando 2º) i > L

i > L => Reflexão Total Interna Abaixo temos outra forma de ver i = L => sai rasante n< n> L i > L => Reflexão Total Interna Fonte

Nas figuras abaixo temos um diamante lapidado, um brilhante Nas figuras abaixo temos um diamante lapidado, um brilhante. Devido ao alto índice de refração, ocorrem sucessivas reflexões totais antes que o raio consiga sair.

Aplicações Fibras Ópticas Núcleo → n> Interface → n<

Binóculo e Câmera Fotográfica Endoscópio

Prismas de Reflexão Total Esquema de um periscópio ***n > √2

Miragens

Ar + frio → n> Ar + quente → n< Imagem virtual

Posição Apaarente dos Astros

Prismas

Desvio Angular →D ou Δ n1 sen i = n2 sen r A = r + r’ Atenção A i i’ r r' N1 N2 D Roteiro ? n1 sen i = n2 sen r ? A = r + r’ ? n1 sen i’ = n2 sen r’ A → Ângulo de abertura do prisma i→ Ângulo de incidência na 1a face D = i + i’ - A r→ Ângulo de refração na 1a face r'→ Ângulo de incidência na 2a face D→desvio angular I’→ Ângulo de refração na 2a face

Se r = A/2 D = Dmínimo i = i’ Dmín = 2(i - r) r = r’ → SIMETRIA r r'

Dispersão Óptica Separação da luz branca em várias cores, devida aos diferentes índices de refração para as diferentes cores.

Veja um teste para daltonismo

Espectro Eletromagnético