Espectro da radiação electromagnética

Transcrição

1 specro da radiação elecromagnéica

2 specro da radiação elecromagnéica

3 A Naureza da Luz Carácer corpuscular Isaac Newon (643-77) Carácer ondulaório Chrisiaan Huygens(69-695)

4 Carácer corpuscular não eplica Inerferência Thomas Young (773-89) Difracção Augusin Fresnel (788-87)

5 Dualidade onda-corpúsculo - carácer ondulaório não eplica feio fooelécrico Observado por Herz em 887 plicado por insein em 95 h h f C ma

6 Fenómenos relacionados com a Luz Refleão Refracção Inerferência Difracção Polarização Dispersão Difusão

7 Fenómenos relacionados com a Luz Refleão Refracção Inerferência Difracção Polarização Dispersão Difusão

8 Fenómenos relacionados com a Luz Refleão Refracção Inerferência Difracção Polarização Dispersão Difusão

9 Fenómenos relacionados com a Luz Refleão Refracção Inerferência Difracção Polarização Dispersão Difusão

10 Fenómenos relacionados com a Luz Refleão Refracção Inerferência Difracção Polarização Dispersão Difusão

11 Fenómenos relacionados com a Luz Refleão Refracção Inerferência Difracção Polarização Dispersão Difusão

12 Fenómenos relacionados com a Luz Refleão Refracção Inerferência Difracção Polarização Dispersão Difusão

13 Fenómenos relacionados com a Luz Refleão Refracção Inerferência Difracção Polarização Dispersão Difusão

14 specros conínuo e discreos

15 Princípio de Huygens Cada pono da frene de onda primária pode ser considerado como uma fone secundária de ondas esféricas que se propagam com a mesma velocidade e frequência de frene do onda primária A frene de onda primária num insane poserior é consiuída pela envolvene das ondas secundárias

16 Princípio de Huygens Cada pono da frene de onda primária pode ser considerado como uma fone secundária de ondas esféricas que se propagam com a mesma velocidade e frequência de frene do onda primária A frene de onda primária num insane poserior é consiuída pela envolvene das ondas secundárias

17 Princípio de Huygens e refracção

18 Princípio de Ferma O caminho percorrido pela luz enre dois ponos é aquele que minimiza o empo de percurso Pierre de Ferma (6-665) dr r n dr r n c c c c c b a b a

19 Refleão e Refracção O ângulo de refleão é igual ao ângulo de incidência

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21 Índice de Refracção do meio m n m c c m n n

22 Lei de Snell - Descares n sin n sin n n

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24 Refleão especular

25 Refleão difusa

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27 c Ângulo críico de refleão oal

28 Ângulo Críico de Refleão Toal n sin n sin c n c n n n sin 9º

29 Fibra Ópica

30 Feie de Fibras Ópicas

31 Luz

32 feio de Miragem Luz Ar mais quene juno ao solo

33 feio de Miragem

34 Princípio de Huygens e Lei de Refracção v sin AB v sin AB v AB sin ; v sin sin v n sin v sin n sin

35 Princípio de Ferma e Lei de Refleão APB A' PB Logo P min corresponde a A P min B segundo uma linha reca Âng Incidência = Âng Refleão

36 Princípio de Ferma e Lei de Refracção

37 Princípio de Ferma e Lei de Refracção

38 sin sin sin sin n n v v d b v d a v d d v d b v a v L v L Princípio de Ferma e Lei de Refracção

39 Dispersão Resula da variação da velocidade de propagação com o comprimeno de onda

40 Dispersão separação especral

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42 Consrução do percurso de raios de luz paralelos incidenes numa goa de água esférica para diferenes disâncias relaivas à direcção diameral O ângulo máimo, correspondene ao raio 7 é próimo de 4º

43 Direcção dos raios solares Direcção dos Raios solares Sol Goas de água Observador

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45 Polarização da Luz z, cos z e y cos z e y z, e e cos z y y y y Polarização linear Campo lécrico Campo Magnéico

46 Polarização da Luz y y e z e z z cos cos, y y e z e z z sin cos, ; y y Polarização circular Direcção de propagação Direcção de propagação Campo lécrico Diferença de fase de 9º

47 Polarização da Luz y y e z e z z cos cos, z e e z y y cos, y y e z e z z sin cos, ; y y y e z e z z sin cos, ; y y y e z e z z cos cos, (caso geral) arbirário; y y y y y y y y

48 Polarização da Luz y y e z e z z cos cos, z e e z y y cos, y y e z e z z sin cos, ; y y y e z e z z sin cos, ; y y y e z e z z cos cos, (caso geral) arbirário; y y y y y y y y Linear Circular lípica

49 Polarização por ransmissão Lei de Malus I I cos I

50 inção da luz por polarizadores cruzados

51 Polarização por Refleão Raio incidene não polarizado Raio reflecido polarizado Ângulo de Brewser n sin p n sin n sin p n sin 9º p n sin p n cos p an p n n Raio ransmiido parcialmene polarizado

52 inção de raio reflecido quando o raio incidene se enconra polarizado no plano de incidência (campo =) Raio incidene polarizado Ausência de raio reflecido Ângulo de Brewser n n n sin sin sin an p p p p n n n n n sin sin cos 9º p p Raio ransmiido polarizado

53 Polarização por Refleão Deerminação do ângulo de Brewser a parir das fórmulas de Fresnel: R R r r r r sin i sin i i an i an sin i sin i an i an i sin cosi sin sin para i sin cos cos i 9º: an sa condição verifica-se quando o raio reflecido faz um ângulo de 9º com o raio refracado Nese caso, a componene da onda luminosa polarizada paralelamene ao plano de incidência (não confundir com superfície de separação) não é reflecida A componene perpendicular ao plano de incidência (paralela à superfície de separação) reflece-se sempre i i i i

54 Polarização por Refleão Polarizador orienado de modo a eliminar ao máimo os refleos

55 Ópica Geomérica Fenómenos que podem ser descrios essencialmene em ermos de frenes de onda e raios luminosos Ópica Ondulaória Fenómenos que evidenciam a naureza ondulaória da luz Ópica Quânica Fenómenos que evidenciam a naureza quânica da luz (foões) Propagação recilínea Refleão Refracção Dispersão Inerferência Difracção Polarização feios que envolvem orbiais aómicas feio fooelécrico missão esimulada Laser, ec

56 Ópica Geomérica Fenómenos que podem ser descrios essencialmene em ermos de frenes de onda e raios luminosos Ópica Ondulaória Fenómenos que evidenciam a naureza ondulaória da luz Ópica Quânica Fenómenos que evidenciam a naureza quânica da luz (foões) Propagação recilínea Refleão Refracção Dispersão Inerferência Difracção Polarização feios que envolvem orbiais aómicas feio fooelécrico missão esimulada Laser, ec

57 Radiação coerene Diferença de fase devido a diferença de percurso ópico r r 36,5,5,5,5,5, ,5 -,5 -, ,5 -,5 -,5,5,5,5 r,5,5, ,5 -,5 -, ,5 -,5 -,5 ( = ) r

58 Radiação coerene Diferença de fase por refleão A luz reflecida numa superfície de separação com um meio no qual a velocidade de propagação é menor (do que aquela do meio de propagação da luz incidene) apresena um diferença de fase de 8º relaivamene à luz incidene incidene reflecido Fórmulas de Fresnel r r sin i sin i i an i an sin cosi sin sin i sin cos cos i i i Meio Meio c c c n c n

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60 Inerferência periência da dupla fenda de Young

61 Inerferência periência da dupla fenda de Young crã

62 Inerferência periência da dupla fenda de Young crã

63 Inerferência periência da dupla fenda de Young crã Inerferência consruiva (máimos) dsin m má m =,,,

64 Inerferência periência da dupla fenda de Young crã Inerferência consruiva (máimos) dsin m má Inerferência desruiva (mínimos) dsin mín m m =,,,

65 Inerferência periência da dupla fenda de Young Máimos de inerferência dsin m má sin m m y m m d L d y m m L d

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67 I 4I cos Inensidade em função da diferença de fase r r r r cos cos cos ; cos cos cos cos cos cos cos r L y d d r sin

68 Difracção por uma fenda Inensidade

69 Difracção por uma fenda Mínimos da figura de difracção a a sin ; sin 4 a sin m ; a sin 6 ; asin m ; m,, 3,

70 Difracção por uma fenda Mínimos da figura de difracção an y L sin I I crã asin asin m ; m,, 3,

71 Difracção por uma fenda r R ysin y=a/ r sin I I asin y= y sin R d el R el R a a sin r sin dy R ysin dy y= a/

72 sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin sin ; ; cos cos sin sin cos sin cos sin sin cos sin sin sin sin sin sin sin I a a R a e I R a a R a e R a a R a e R e a R ω α R e a R a R R e y R R e dy y R R e dy y R R e L L L L L L a a L a a L a a L

73 Padrão de inerferência / difracção por duas fendas Termo de Difracção Termo de Inerferência sin I 4I asin d sin cos y d L

74 Rede de difracção Inerferência consruiva (máimos) dsin m m m,,,

75 Quaro fones Três fones Duas fones