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1 Você encontra esta aula no endereço:
REFRAÇÃO DA LUZ Você encontra esta aula no endereço: Marcos Prado

2 LEI DA REFRAÇÃO : Ângulo de incidência : Ângulo de refração sen (θ1)
MEIO 1 Raio luminoso θ1 : Ângulo de incidência Reta Normal θ2 : Ângulo de refração V 1 θ1 Raio incidente sen (θ1) sen (θ2) MEIO 2 V1 V2 V 2 Raio refratado V1 > V2 c. sen (θ1) sen (θ2) V1 V2 θ2 θ1 > θ2 n1 n2 Índice de refração de um meio (n): n1.sen (θ1) n2.sen (θ2) c nvácuo = 1,000 n = (Lei de Snell) V nar = 1,0003 ≈ 1,000 c = velocidade da luz no vácuo. (c=3,0x108 m/s) V = velocidade da luz no meio.

3 EXERCÍCO 01 Meio 2 V2 = 2,0x108m/s 60o Meio 1 V1 =2,5x108m/s N Um raio luminoso se propaga no meio 1 e penetra no meio 2, como mostra a figura ao lado. θ2 =24o θ1 a) Calcule n1 e n2. =30o n= c V = 3x ,5x 10 8 = 3x ,0x 10 8 n 1 = c V 1 n 2 = c V 2 =1,2 =1,5 b) Esboce a trajetória do raio luminoso no meio 2 e calcule o ângulo de refração. Como a velocidade da luz diminui quando ela penetra no meio 2, o raio se APROXIMA DA NORMAL. n 1 .sen( θ 1 )= n 2 .sen( θ 2 ) 0,6 1,5 =sen( θ 2 ) θ 2 =arcsen(0,40) 1,2.sen( 30 o )=1,5.sen( θ 2 ) θ 2 ≈24 o 1,2x0,5=1,5.sen( θ 2 ) 0,40=sen( θ 2 )

4 EXERCÍCO 01 Meio 2 V2 = 2,0x108m/s Meio 1 V1 =2,5x108m/s
N Um raio luminoso se propaga no meio 1 e penetra no meio 2, como mostra a figura ao lado. θ2 =24o θ1 a) Calcule n1 e n2. =30o n= c V = 3x ,5x 10 8 = 3x ,0x 10 8 n 1 = c V 1 n 2 = c V 2 =1,2 =1,5 b) Esboce a trajetória do raio luminoso no meio 2 e calcule o ângulo de refração. Como a velocidade da luz diminui quando ela penetra no meio 2, o raio se APROXIMA DA NORMAL. sen ( θ 1 ) V 1 = sen( θ 2 ) V 2 0,50 2,5 = sen( θ 2 ) 2,0 sen θ 2 =0,40 θ 2 =arcsen(0,40) sen( 30 o ) 2,5x = sen( θ 2 ) 2,0x 10 8 2,0x0,50 2,5 =sen θ 2 θ 2 ≈24 o

5 IMAGEM DE UM OBJETO SUBMERSO
O observador enxerga a imagem do objeto acima da posição em que objeto está. ar (nar ≈ 1,0) N N Imagem do objeto virtual objeto água (nágua = 1,33)

6 https://www. tudointeressante. com

7 IMAGEM DE UMA ESTRELA vácuo
da estrela virtual estrela O observador enxerga a imagem da estrela acima da posição em que ela está. N N Ar (atmosfera)

8 NASCER E POR DO SOL Terra Observador Terra Imagem do Sol Imagem do Sol
Antes do nascer do Sol ele já é visto no horizonte. Depois do Sol se por ele ainda é visto no horizonte. O dia é mais longo por causa da refração da luz do Sol na atmosfera. Vácuo Atmosfera Normal Imagem do Sol θi Linha do horizonte Observador θR Sol Terra

9 O raio luminoso se APROXIMA da normal ao penetrar na atmosfera
EXERCÍCIO 2 (UFMG-1996) A luz proveniente de uma estrela sofre refração ao passar do vácuo interestelar para a atmosfera terrestre. A consequência disso é que a posição em que vemos a estrela não é a sua verdadeira posição. A figura mostra, de forma simplificada, a posição aparente de uma estrela vista por um observador na superfície da Terra. A posição verdadeira da estrela está mais próxima do ponto a) A b) B c) C d) D Normal O raio luminoso se APROXIMA da normal ao penetrar na atmosfera

10 EXERCÍCIO 3 (UFMG-1995) O empregado de um clube está varrendo o fundo da piscina com uma vassoura que tem um longo cabo de alumínio. Ele percebe que o cabo de alumínio parece entortar-se ao entrar na água, como mostra a figura. Isso ocorre porque a) a luz do sol, refletida na superfície da água, interfere com a luz do sol refletida pela parte da vassoura imersa na água. b) a luz do sol, refletida pela parte da vassoura imersa na água, sofre reflexão parcial na superfície de separação água-ar. c) a luz do sol, refletida pela parte da vassoura imersa na água, sofre reflexão total na superfície de separação água-ar. d) a luz do sol, refletida pela parte da vassoura imersa na água, sofre refração ao passar pela superfície de separação água-ar. e) o cabo de alumínio sofre uma dilatação na água, devido à diferença de temperatura entre a água e o ar.

11 EXERCÍCIO 4 (UFMG-2003) Um professor pediu a seus alunos que explicassem por que um lápis, dentro de um copo com água, parece estar quebrado, como mostrado nesta figura:   Bruno respondeu: “Isso ocorre, porque a velocidade da luz na água é menor que a velocidade da luz no ar”. Tomás respondeu: “Esse fenômeno está relacionado com a alteração da frequência da luz quando esta muda de meio”. Considerando-se essas duas respostas, é CORRETO afirmar que A) apenas a de Bruno está certa. B) apenas a de Tomás está certa. C) as duas estão certas. D) nenhuma das duas está certa.

12 Condições para haver Reflexão Total:
REFLEXÃO TOTAL DA LUZ Condições para haver Reflexão Total: - A luz deve vir de um meio de maior índice de refração, tentando penetrar em um meio de menor índice de refração. - O ângulo de incidência deve ser maior que o ângulo limite. ( θi > L ) N N N N Reflexão Total da luz (n2) Raio refratado Água Raio refletido L θi > L (n1) Raio incidente Cálculo do ângulo limite: 𝑛 1 . sen 𝜃 1 = 𝑛 2 . sen 𝜃 2 1 𝑛 1 . sen 𝐿 = 𝑛 2 . sen 90 𝑜 Ângulo limite = 𝒏 𝑴𝑬𝑵𝑶𝑹 𝒏 𝑴𝑨𝑰𝑶𝑹 𝐬𝐞𝐧 𝑳 = 𝒏 𝟐 𝒏 𝟏 nÁgua > nar

13 EXERCÍCO 5 Meio 2: Ar n2 = 1,0 Meio 1 n1 = 1,5
Um raio luminoso se propaga no meio 1 indo em direção meio 2, como mostra a figura ao lado. Esboce a trajetória do raio luminoso indicando o ângulo que ele forma com a normal após atingir o ponto de separação dos dois meios. 60o θ2 =? θ1=60o N 30o 𝑠𝑒𝑛 60 𝑜 =0,87 n 1 .sen( θ 1 )= n 2 .sen( θ 2 ) 1,5.sen(60o)=1,0.sen( θ 2 ) 1,5x0,87=sen( θ 2 ) 1,3=sen θ 2 sen( θ 2 ) > 1 !!? 𝑠𝑒𝑛 𝐿 = 𝑛 𝑚𝑒𝑛𝑜𝑟 𝑛 𝑚𝑎𝑖𝑜𝑟 = 𝑛 2 𝑛 1 = 1,0 1,5 Cálculo do ângulo limite: = 0,67 𝐿 ≈ 42 𝑜 𝑠𝑒𝑛 60 𝑜 =0,87 O ângulo de incidência é maior que o ângulo limite Não há refração, há reflexão total da luz.

14 EXERCÍCIO 6 (UFMG-1992) Observe a figura.
Desejando determinar a velocidade da luz em um material transparente, uma pessoa construiu, com esse material, um meio disco de centro C. Usando uma fonte de luz F, que emite um estreito feixe luminoso no ar, ela deslocou F em torno de C, verificando que se obtinha, na posição mostrada na figura, um raio CP tangente à face plana do disco. Considerando-se a velocidade da luz no ar igual a 3,0 x 108 m/s e sabendo-se que sen(30o) = cos(60o) = 0,50 e que sen(60o) = cos(30o) = 0,86, o valor da velocidade da luz no meio transparente é 80o 60o 40o 20o 0o F C P A) 3,5 x 108 m/s B) 3,0 x 108 m/s C) 2,6 x 108 m/s D) 2,0 x 108 m/s E) 1,5 x 108 m/s

15 FIBRA ÓPTICA http://goo.gl/rtmiRm

16 Ângulo de incidência maior que o ângulo limite L.
FIBRA ÓPTICA Fibra óptica (nF) Revestimento (nR) nF >> nR L pequeno N θ Ângulo de incidência maior que o ângulo limite L. N Reflexão total da luz.

17 MIRAGEM

18 DISPERSÃO LUZ BRANCA VÁCUO
Luz Violeta Luz Vermelha Luz Branca N N VÁCUO Vidro Vidro O índice de refração do meio depende da cor (frequência) da luz. No vidro a luz vermelha é mais rápida que a luz violeta. Cor da luz Índice de refração do vidro (n) Vermelha 1,513 AUMENTO da frequência Violeta 1,532

19 DISPERSÃO EM UM PRISMA AR
Luz Branca N N Vidro

20 Esta figura está errada no livro
Página 245

21 Arco-íris Gota d’água N Luz Branca N N N N

22 Arco-íris Luz Branca Vermelho Laranja Amarelo Verde Azul Anil Violeta

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24 EXERCÍCIO 7 (UFMG-2010) Um arco-íris forma-se devido à dispersão da luz do Sol em gotas de água na atmosfera. Após incidir sobre gotas de água na atmosfera, raios de luz são refratados; em seguida, eles são totalmente refletidos e novamente refratados. Sabe-se que o índice de refração da água para a luz azul é maior que para a luz vermelha. Considerando essas informações, assinale a alternativa em que estão mais bem representados os fenômenos que ocorrem em uma gota de água e dão origem a um arco-íris.

25 EXERCÍCIO 8 (UFMG-2006) Rafael e Joana observam que, após atravessar um aquário cheio de água, um feixe de luz do Sol se decompõe em várias cores, que são vistas num anteparo que intercepta o feixe. Tentando explicar esse fenômeno, cada um deles faz uma afirmativa: Rafael: “Isso acontece porque, ao atravessar o aquário, a freqüência da luz é alterada.” Joana: “Isso acontece porque, na água, a velocidade da luz depende da freqüência.” Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que A) ambas as afirmativas estão certas. B) apenas a afirmativa de Rafael está certa. C) ambas as afirmativas estão erradas. D) apenas a afirmativa de Joana está certa.

26 LENTE CONVERGENTE DE SUPERFÍCIE ESFÉRICA

27 LENTE DIVERGENTE DE SUPERFÍCIE ESFÉRICA

28 TIPOS DE LENTE CONVERGENTES DIVERGENTES Biconvexa Plano -convexa Bicôncava Plano -côncava Côncavo -convexa Convexo -côncava

29 REFRAÇÃO NA LENTE CONVERGENTE
Lente de VIDRO no AR VIDRO AR EIXO

30 REFRAÇÃO NA LENTE CONVERGENTE
Lente de VIDRO no AR VIDRO AR N N F F EIXO

31 REFRAÇÃO NA LENTE DIVERGENTE
Lente de VIDRO no AR VIDRO AR EIXO

32 REFRAÇÃO NA LENTE DIVERGENTE
Lente de VIDRO no AR VIDRO AR N N F F EIXO

33 AR VIDRO Lente de AR no VIDRO EIXO

34 AR VIDRO Lente de AR no VIDRO N N F F EIXO LENTE DIVERGENTE

35 Lente de AR no VIDRO VIDRO AR EIXO

36 Lente de AR no VIDRO VIDRO AR N N F F EIXO LENTE CONVERGENTE

37 LENTE CONVERGENTE F F LENTE DIVERGENTE F F

38 RAIOS PRINCIPAIS NAS LENTES DELGADAS
LENTE CONVERGENTE F

39 IMAGENS NA LENTE CONVERGENTE
Objeto F F Objeto -Real -Invertida -Do tamanho do objeto Imagem Imagem MÁQUINA FOTOGRÁFICA OLHO HUMANO -Real -Invertida -Reduzida F Objeto F Objeto Não forma Imagem -Real -Invertida -Ampliada F Imagem Raios paralelos PROJETOR DE SLIDES (CINEMA)

40 IMAGENS NA LENTE CONVERGENTE
F Objeto LENTE CORRETIVA PARA HIPERMETROPIA LUPA ou LENTE DE AUMENTO Imagem -Virtual -Direta -Ampliada

41 RAIOS PRINCIPAIS NAS LENTES DELGADAS
F LENTE DIVERGENTE

42 IMAGENS NA LENTE DIVERGENTE
Objeto F LENTE CORRETIVA PARA MIOPIA Imagem -Virtual -Direta OLHO MÁGICO -Reduzida F F Objeto Objeto Imagem Imagem -Virtual -Virtual -Direta -Direta -Reduzida -Reduzida

43 EQUAÇÃO DAS LENTES A = AUMENTO f > 0 f < 0 Di > 0 Di < 0
Hi = altura da imagem f > 0 Lente CONVERGENTE Ho = altura do objeto f < 0 Lente DIVERGENTE f = distância focal da lente. Di > 0 Imagem REAL di = distância da imagem à lente. Di < 0 Imagem VIRTUAL do = distância do objeto à lente. Do > 0 SEMPRE

44 EXERCÍCIO 4 Um objeto de 10cm de altura é colocado sobre o eixo de uma lente convergente (f = 40cm) distante 60cm dela. DETERMINE a natureza da imagem, sua altura, e sua posição em relação à lente. Imagem real, situada a 120 da lente. Altura da imagem: 20cm

45 EXERCÍCIO 5 Um objeto de 10cm de altura é colocado sobre o eixo de uma lente divergente (f = -40cm) distante 60cm dela. DETERMINE a natureza da imagem, sua altura, e sua posição em relação à lente. Imagem virtual, situada a 24cm da lente. Altura da imagem: 4,0cm.

46 EXERCÍCIO 6 Uma lente convergente (f=30cm) projeta uma imagem de uma lâmpada em uma tela. A imagem é 4 vezes maior que a lâmpada. A distância entre a lâmpada e a tela vale a) 37,5 cm b) 75 cm c) 112,5 cm d) 150 cm e) 187,5 cm

47 EXERCÍCIO 7 Uma lente de distância focal f cria uma imagem direta e 3 vezes maior que o objeto. O objeto está distante 20cm da lente. CALCULE f. f=30cm

48 EXERCÍCIO 8 Um objeto está distante 100cm de uma tela. A que distância da tela deve ser colocada uma lente (f=21cm) para se projetar uma imagem ampliada na tela? CALCULE o aumento obtido nesta situação. 70cm A = 7/3

49 EQUAÇÃO DOS FABRICANTES DE LENTES
1 f = n L n M − R R 2 f : Distância focal da lente nL : Índice de refração da LENTE nM : Índice de refração do meio que circunda a lente EXEMPLO: R1 : Raio da superfície da lente R1 R2 R2 : Raio da superfície da lente SINAIS PARA R1 e R2 : Se a superfície externa da lente é: Lente CÔNCAVA  R < 0 R1 < 0 R2 > 0 CONVEXA  R > 0

50 Aumento = Aobjetiva.Aocular
MICROSCÓPIO Lente 2 Lente 1 F1 F2 Lupa (OCULAR) IMAGEM 1 IMAGEM 2 Aumento = Aobjetiva.Aocular (OBJETIVA)

51 Você encontra esta aula no endereço:
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