REFRAÇÃO DA LUZ PROFESSOR RODRIGO PENNA PRODUÇÃO E DESENVOLVIMENTO

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1 REFRAÇÃO DA LUZ PROFESSOR RODRIGO PENNA PRODUÇÃO E DESENVOLVIMENTO

2 RODRIGO RODRIGO PENNA: PENNA: o quadradinho quadradinho branco branco é um um ângulo ângulo reto. reto. Mostrar Mostrar os os ângulos ângulos de de incidência, incidência, reflexão reflexão e refração. refração. REFRAÇÃO Quando um raio de luz atinge a superfície de separação entre dois meios transparentes são observados os seguintes fenômenos. parte da luz é refletida; parte da luz é absorvida; parte da luz é refratada(atravessa). Meio 1. Meio 2

3 RODRIGO RODRIGO PENNA: PENNA: fig.1 fig.1 ilustrção ilustrção fig.2 fig.2 l-pag.762 l-pag.762 REFRAÇÃO É o desvio que a luz sofre ao passar de um meio transparente para outro. RAIO INCIDENTE. Meio 1 Meio 2 (1) (2) θ 1 RAIO REFRATADO θ 2

4 LEIS DA REFRAÇÃO 1. O raio incidente, a reta normal e o raio refratado estão no mesmo plano; 2. sen sen θ θ 1 2 = cons tante = RAIO INCIDENTE v v 1 2 (1) (2) θ 1 RAIO REFRATADO θ 2

5 ÍNDICE DE REFRAÇÃO É definido como a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio: n = c = v v m s RAIO INCIDENTE (1) (2) θ 1 RAIO REFRATADO θ 2

6 RODRIGO RODRIGO PENNA: PENNA: animar animar estilo estilo demonstração demonstração senθ senθ LEI DE SNELL = v v 2, então c v senθ = v 1 v 1 senθ 1 2 senθ c = senθ, mas 2 n = c v v 2 2 finalmente: n senθ = n senθ

7 RODRIGO RODRIGO PENNA: PENNA: animar animar COMENTÁRIOS IMPORTANTES-1 Se n n senθ = n senθ < n senθ > senθ θ > θ Quando a luz passa de um meio menos para outro mais refringente, o raio se aproxima da normal. Índice de Refração Ar (1) Vidro (2) θ 1 θ 2 Substância n Gelo 1,31 Água 1,33 Álcool Etílico 1,36 Glicerina 1,47 Vidro 1,50 Sal de Cozinha 1,54 Quartzo 1,54 Diamante 2,42

8 Joao Joao Marcio Marcio G. G. Prado: Prado: COMENTÁRIOS IMPORTANTES-2 Não Não existe existe tabela tabela na na página página Estou Estou repetindo repetindo a do do slide slide acima acima (tabela (tabela pag pag763). n1 > n2 senθ1 < senθ2 θ1 < θ2 Quando a luz passa de um meio mais para outro menos refringente, o raio se afasta da normal. Vidro (1) Ar (2) θ 1 θ 2 Índice de Refração Substância n Gelo 1,31 Água 1,33 Álcool Etílico 1,36 Glicerina 1,47 Vidro 1,50 Sal de Cozinha 1,54 Quartzo 1,54 Diamante 2,42

9 COMENTÁRIOS IMPORTANTES-3 Quando θ 1 = 0 o a luz atravessa sem sofrer desvio. (1) (2)

10 FENÔMENOS DEVIDOS À REFRAÇÃO A imagem de um peixe é vista por alguém fora d água acima de onde o peixe realmente está. Ar Água I O

11 FENÔMENOS DEVIDOS À REFRAÇÃO A duração do dia é prolongada. IMAGEM SOL

12 Joao Joao Marcio Marcio G. G. Prado: Prado: Slide Slide acrescentado acrescentado por por falta falta de de espaço espaço FENÔMENOS DEVIDOS À REFRAÇÃO A imagem de uma estrela vista por nós não corresponde à sua posição real por causa da refração da luz na atmosfera. IMAGEM OBJETO.

13 ASFALTO MOLHADO NUM DIA QUENTE A temperatura do ar influi em sua densidade e em seu Índice de Refração. Perto do asfalto quente, o ar tem menores densidades e Índice de Refração que as camadas de ar mais frias acima. A Reflexão Total da luz dá a impressão de que o asfalto está molhado.

14 RODRIGO RODRIGO PENNA: PENNA: animar animar a fig. fig. de de forma forma a realçar realçar o ângulo ângulo limite. limite. REFLEXÃO TOTAL DA LUZ Quando a luz vai passar de um meio mais refringente para outro menos refringente, um fenômeno interessantíssimo pode ocorrer. Observe o aumento do ângulo de incidência. n > n 1 2 D 90º C A (2) (1) O

15 ÂNGULO LIMITE Existe um ângulo a partir do qual a luz não sai mais, é totalmente refletida (não ocorre absorção). n > n 1 2 D 90º C A (2) (1) O

16 CÁLCULO DO ÂNGULO LIMITE LEI DE SNELL: n Assim: n senθ o Mas θ 2 = senθ 1 = n2 sen90 E: senθ L n n = 2 1 Para ângulos de incidência maiores que o LIMITE ocorre a REFLEXÃO TOTAL. = n senθ o

17 RODRIGO RODRIGO PENNA: PENNA: animar animar o raio raio da da fig. fig. USANDO UM PRISMA COMO ESPELHO Através da Reflexão Total, um prisma de vidro ou cristal como o da figura abaixo pode funcionar como um espelho. A 45º B. 90º 45º 45º 45º 45º C

18 DISPERSÃO DA LUZ A experiência demonstra que o índice de refração da luz varia - apresenta pequenas diferenças - para cada cor. Logo, cada cor viaja numa velocidade diferente num mesmo meio material. Índice de Refração do vidro Crown para diversas cores Cor Vermelho 1,513 Amarelo 1,517 Verde 1,519 Azul 1,528 Violeta 1,532 n

19 Joao Joao Marcio Marcio G. G. Prado: Prado: ARCO-ÍRIS RIS Não Não animei animei este este desenho desenho por por ser ser muito muito complexo. complexo. Espero Espero que que tenha tenha ficado ficado bom bom A luz branca se decompõe em 7 cores básicas (monocromáticas) ao atravessar um prisma ou, no caso do arco-íris, uma gota d água, pois cada uma das cores que a formam sofre um desvio (refração) diferente. Luz Branca Luz Branca

20 Joao Joao Marcio Marcio G. G. Prado: Prado: Animação Animação 1 cliq cliq A COR DE UM OBJETO A luz branca é formada por várias cores. A cor de um objeto depende das suas propriedades de reflexão. Ex. Um corpo verde, ao receber luz branca, reflete preferencialmente a luz verde absorvendo as outras cores. Objeto Verde Objeto Branco Objeto Preto

21 LENTES São dispositivos ópticos, muito comuns, cujo funcionamento se baseia nas propriedades da Refração. Feitas de vidro, plástico, resina ou outro meio transparente, também poderiam ser feitas de água ou ar. Biconvexa Plano - Convexa Côncavo - Convexa

22 LENTES Bicôncava Plano - Côncava Convexo - Côncava

23 LENTES ESFÉRICAS Aquelas cujas faces são pedaços de uma circunferência. Chamamos a reta perpendicular às duas faces de Eixo da lente - a reta que passa no meio dela. Lentes de vidro no ar - Convergente Normal EIXO

24 LENTES ESFÉRICAS Lentes de vidro no ar - Divergente EIXO Normal

25 LENTE CONVERGENTE O seu meio é mais grosso que as beiradas. Representação de lente convergente EIXO

26 LENTE DIVERGENTE Suas extremidades são mais grossas que seu meio. Representação de lente divergente. EIXO

27 Joao Joao Marcio Marcio G. G. Prado: Prado: Um Um clique clique para para cada cada caso. caso. Lentes Lentes divergentes divergentes no no próximo próximo slide. slide. FOCO DAS LENTES CONVERGENTES Pontos para os quais convergem os raios de luz que chegam paralelos ao eixo (lente convergente) ou para os quais convergem os prolongamentos dos raios (lente divergente). F 2 EIXO F 2 F 1 EIXO F 1 EIXO F 1 f f f

28 Joao Joao Marcio Marcio G. G. Prado: Prado: Um Um clique clique para para cada cada caso. caso. FOCO DAS LENTES DIVERGENTES EIXO EIXO F 1 F 1 F 2 F 1 F 2 EIXO f f f

29 OBSERVAÇÃO O fato de a lente ser convergente ou divergente além da própria distância focal depende do material de que é feita a lente e do meio no qual ela está inserida. VIDRO (n = 1,5) VIDRO (n = 1,5) F 1 F 1 AR (n = 1,0) AR (n = 1,0) ÁGUA (n = 1,3) ÁGUA (n = 1,3) VIDRO (n = 1,5) VIDRO (n = 1,5) CS 2 (n = 1,6) CS 2 (n = 1,6) GLICERINA (n = 1,5) GLICERINA (n = 1,5)

30 EQUAÇÃO DAS LENTES A mesma usada para os espelhos esféricos e a mesma convenção de sinais. A' B' = AB D D i o A F 2 F 1 B A D o D i

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