ÓPTICA GEOMÉTRICA REFRAÇÃO DA LUZ CONCEITOS BÁSICOS

Apresentação em tema: "ÓPTICA GEOMÉTRICA REFRAÇÃO DA LUZ CONCEITOS BÁSICOS"— Transcrição da apresentação:

1 ÓPTICA GEOMÉTRICA REFRAÇÃO DA LUZ CONCEITOS BÁSICOS
FÍSICA - PROJETO REVISÃO MW ÓPTICA GEOMÉTRICA REFRAÇÃO DA LUZ CONCEITOS BÁSICOS PROFESSOR JOSÉ LUIZ

2 Luz branca É formada por uma infinidade de radiações monocromáticas (policromática). Espectro visível ao olho humano:

3 Refração da luz Passagem da luz de um meio a outro, envolvendo mudança na velocidade de propagação. SYLVIA CORDAIY PHOTOLIBRARY/ALAMY/OTHER-IMAGES

4 Velocidade da luz (c) No vácuo: 3 • 108 m/s ou 3. 105 km/s
Em outro meio: depende da densidade deste. SCIENCE PHOTOS/ALAMY/OTHER-IMAGES Professor: a velocidade da luz no vidro é menor que a velocidade da luz no ar. Em qualquer meio, ela é menor que a velocidade no vácuo.

5 Índice de refração absoluto (n)
É a razão entre a velocidade da luz no vácuo c e a velocidade da luz no meio considerado v:

6 Índices de refração de alguns meios materiais
Meio material Índice de refração (n) Ar 1,00 Água 1,33 Vidro 1,50 Glicerina 1,90 Álcool etílico 1,36 Diamante 2,42 Acrílico 1,49 Professor: diz-se que o meio que tem maior índice de refração tem maior refringência. O índice de refração do ar foi adotado como 1,00 porque a velocidade da luz no vácuo e no ar são muito próximas.

7 Índices de refração: mesmo meio e luzes (cores) diferentes
Luz monocromática Índice de refração (n) de um bloco de vidro Violeta 1,532 Azul 1,528 Verde 1,519 Amarela 1,517 Alaranjada 1,514 Vermelha 1,513

8 Leis da refração 1a lei: o raio incidente (RI), a normal à superfície de separação (N) e o raio refratado (RR) estão no mesmo plano. Plano de incidência Meio 1 Professor: lembre os alunos de que a reta normal é a reta perpendicular à superfície no ponto considerado. Meio 2

9 Leis da refração 2a lei (Snell-Descartes): a razão entre o seno do ângulo de incidência ( i ) e o seno do ângulo de refração ( r ) depende apenas dos meios nos quais a luz se propaga. Professor: a razão constante n2/n1 é conhecida como índice de refração relativo do meio 2 em relação ao meio 1.

10 Consequências da lei de Snell-Descartes
(Diminuição de velocidade) Meio 1 Meio 2 Direção original Professor: quando a luz passa de um meio menos refringente (mais veloz) para um meio mais refringente (menos veloz), o raio refratado se aproxima da normal.

11 Consequências da lei de Snell-Descartes
(Aumento de velocidade) Meio 1 Meio 2 Direção original Professor: quando a luz passa de um meio mais refringente para um meio menos refringente, o raio refratado se afasta da normal.

12 Consequências da lei de Snell-Descartes
Meio 1 Meio 2 Professor: se o raio de luz incide normal à superfície (ângulo de incidência = zero), o raio refratado não muda a direção de sua trajetória.

13 Refração em um bloco de vidro
SCIENCE PHOTOS/ALAMY/OTHER-IMAGES Professor: esta foto serve como exemplo para duas consequências da lei de Snell-Descartes: quando a luz passa do ar para o vidro, o raio refratado se aproxima da normal; quando o raio sai do vidro e vai para o ar, a luz refratada se afasta da normal. O índice de refração do vidro é maior que o do ar.

14 Refração atmosférica Atmosfera Posição aparente
Professor: a mudança na densidade do ar das camadas atmosféricas produz um desvio acentuado nos raios de luz vindos de um objeto exterior à Terra. Isso acontece, por exemplo, com as estrelas. Quando olhamos para o céu, vemos a luz de uma estrela vinda de uma posição diferente daquela na qual ela realmente está (ou estaria se a víssemos de fora da atmosfera terrestre). Atmosfera

15 Reflexão total Professor: entre A e D, parte da luz que é emitida pela lâmpada no fundo do aquário é refletida pela superfície de volta para a água. A partir de D, ou seja, para raios incidindo na superfície da água com ângulos maiores que o ângulo limite, há reflexão total dos raios.

16 Ângulo limite É o menor ângulo de incidência da luz em uma superfície de separação entre dois meios a partir do qual ela é totalmente refletida. N N

17 Determinação do ângulo limite

18 Redução do campo de visão
Professor: uma pessoa que está na água e olha para o alto tem seu campo de visão reduzido devido à reflexão total da luz na superfície da água. Sua visão para fora será restrita a um cone de raio correspondente ao ângulo limite (no caso, 48º). A reflexão total, no entanto, permite que ele enxergue bem o garoto à sua direita.

19 Miragem na estrada Professor: a luz refletida pelas nuvens sofre refração repetidas vezes nas camadas de ar quente próximas à estrada, até que o ângulo de incidência de parte dessa luz supere o ângulo limite, e ocorra reflexão total. O motorista tem a impressão de ver a pista molhada, mas na verdade ele está vendo a imagem da nuvem refletida pela camada de ar quente.

20 Miragem na estrada Professor: foto de reflexão total na estrada
D. LEVESQUE/SCIENCE PHOTO LIBRARY/LATINSTOCK Professor: foto de reflexão total na estrada

21 Miragem no deserto 2 Reflexão total
Professor: o mesmo efeito de miragem nas estradas em dias quentes ocorre no deserto. A luz vinda de árvores, por exemplo, pode sofrer reflexão total nas camadas de ar quente próximas ao chão e dar a ilusão de um lago no meio do deserto. 2 Reflexão total

22 Miragem no deserto Professor: foto de reflexão total no deserto
MAXIMILIAN WEINZIERL/ALAMY/LATINSTOCK Professor: foto de reflexão total no deserto

23 Fibras ópticas Núcleo Casca Bainha Isolamento Capa
KEVIN CURTIS/SCIENCE PHOTO LIBRARY/LATINSTOCK Professor: a fibra óptica é usada para transmitir informação na forma de pulsos de luz, que ficam armazenados dentro da fibra devido à reflexão total nas paredes. Em A: múltiplas reflexões totais no interior de uma fibra óptica. Em B: estrutura de uma fibra óptica. Núcleo: filamento de vidro ou plástico por onde passa a luz. Casca: camada que reveste o núcleo com índice de refração inferior ao dele. Capa: proteção de plástico que envolve o núcleo e a casca. Isolamento: fibras que ajudam a proteger o núcleo contra impactos e tensões excessivas. Bainha: capa que recobre o cabo de fibra óptica. Núcleo Casca Bainha Isolamento Capa

24 Dioptro plano N Imagem Objeto
PHOTO RESEARCHERS/LATINSTOCK Imagem Objeto Professor: quando estamos em um dos meios que compõem o dioptro plano, nossa visualização dos objetos que estão do outro lado da superfície de separação é afetada pela refração da luz que emerge desses objetos. Por isso um lápis parece “quebrado” quando o vemos dentro de um copo com água.

25 Refração no dioptro plano
Observador Professor: o observador está no meio menos refringente (índice de refração menor). A imagem I do objeto O é virtual (na intersecção dos raios refratados) e está mais próxima da superfície de separação. Lembre os alunos de que a convenção para a ordem dos índices de refração é: a luz vem do objeto e vai para o observador.

26 Refração no dioptro plano
Professor: o observador está no meio mais refringente (índice de refração maior). A imagem I do objeto O é virtual e está mais afastada da superfície de separação. Observador

27 Mudando os nomes das variáveis
P’ = i P = o nvai = npassa nvem = nprovém =

28 BOM ESTUDO!