REFRAÇÃO DA LUZ - Definições ÂNGULOS - Incidência - Reflexão - Refração Índice de Refração Absoluto de um Meio (n) Analisando as Grandezas

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1 ÓPTICA GEOMÉTRICA MENU DE NAVEGAÇÃO Clique em um item abaixo para iniciar a apresentação REFRAÇÃO DA LUZ - Definições ÂNGULOS - Incidência - Reflexão - Refração Índice de Refração Absoluto de um Meio (n) Analisando as Grandezas EXEMPLOS Lei de Snell - Descartes LÂMINAS DE FACES PARALELAS REFLEXÃO TOTAL E ÂNGULO LIMITE DISERSÃO LUMINOSA ARCO-ÍRIS

2 REFRAÇÃO DA LUZ É o fenômeno que ocorre quando a luz tem a sua velocidade alterada. Exemplo: - Quando a luz passa do AR para a ÁGUA. LUZ Há um desvio AR ÀGUA

3 AR LUZ ÀGUA Por que a luz desvia? Menos refringente Mais refringente Uma parte da onda luminosa entra no meio mais refringente, passando a ter uma velocidade menor, enquanto a outra parte da onda luminosa continua no meio menos refringente com uma velocidade maior, ocorrendo o desvio.

4 ÂNGULOS: Incidência - Reflexão - Refração Raio incidente R.I î = r^ N R.R Raio refletido Meio 1 Meio 2 î r^ CUIDADO: Os ângulos de incidência e reflexão são iguais, mas o de incidência e refração não são iguais. î = r^ î r^ r^ R.R Raio refratado Sempre que a luz incide obliquamente em uma superfície de separação de dois meios ela vai sofrer um desvio.

5 ÍNDICE DE REFRAÇÃO ABSOLUTO DE UM MEIO (n) É a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio considerado. n = C V c = velocidade da luz no vácuo (m/s) c = 3 x 10 8 m/s v = velocidade da luz no meio (m/s) UNIDADE: O índice de refração não tem unidade, é uma grandeza adimensional. c m/s v m/s n = c V m/s m/s

6 Índice de refração absoluto de um meio (n) EXEMPLOS: R E F R I N G Ê N C I A - n VÁCUO = 1 n AR = 1 n ÁGUA = 1,3 n VIDRO = 1,5 - n v VÁCUO v AR v ÁGUA n α 1 V = 3 x 10 8 m/s = 3 x 10 8 m/s = 2,25 x 10 8 m/s v VIDRO = 2 x 10 8 m/s + V + + -

7 ANALISANDO AS GRANDEZAS V = λ X f f constante V α λ VELOCIDADE DE UMA ONDA depende:... do meio; da densidade; das condições do meio; da profundidade no caso de ondas na água. A velocidade NÃO depende da freqüência. FREQÜÊNCIA DE UMA ONDA: depende da fonte emissora REFRAÇÃO: Muda a velocidade, muda o λ mas NÃO muda a frequência, pois a fonte emissora é a mesma.

8 EXEMPLOS î > r^ V 1 > V 2 λ 1 > λ 2 f 1 = f 2 n 1 < n 2 R.I Meio 1 Meio 2 O meio 1 é o menos refringente. O meio 2 é o mais refringente. î N r^ R.R V 1 λ 1 f 1 n 1 V 2 λ 2 f 2 n 2

9 EXEMPLOS: R.I 1 2 menos refringente mais refringente R.R

10 EXEMPLOS: î < r^ V 1 < V 2 λ 1 < λ 2 f 1 = f 2 n 1 > n 2 Meio 1 Meio 2 R.I O meio 1 é o MAIS refringente. O meio 2 é o MENOS refringente. î N r^ R.R V 1 λ 1 f 1 n 1 V 2 λ 2 f 2 n 2

11 EXEMPLOS: R.I 1 2 mais refringente menos refringente R.R

12 EXEMPLOS: î = r^ V 1 > V 2 λ 1 > λ 2 f 1 = f 2 n 1 < n 2 Meio 1 Meio 2 R.I O meio 1 é o MENOS refringente. O meio 2 é o MAIS refringente. N î = 0 o r^ R.R = 0 o V 1 λ 1 f 1 n 1 V 2 λ 2 f 2 n 2

13 EXEMPLOS: R.I Quando a incidência é perpendicular não há desvio, mas há refração, pois muda a velocidade. 1 2 menos refringente mais refringente R.R

14 LEI DE SNELL - DESCARTES R.I N n 1 x î 1 2 n 2 x r^ î r^ R.R n 1 x sen î = n 2 x sen r^

15 Índice de refração relativo: Índice de refração do meio 1 em relação ao meio 2. n 1 n 2 sen sen î r^ Índice de refração do meio 2 em relação ao meio 1. n 2 n 1 sen sen î r^

16 LÂMINAS DE FACES PARALELAS AR VIDRO N AR ê î = ê î N

17 LÂMINAS DE FACES PARALELAS VIDRO VIDRO AR ê N î N î = ê

18 LÂMINAS DE FACES PARALELAS AR VIDRO AR î = 0 o ê = 0 o

19 REFLEXÃO TOTAL E ÂNGULO LIMITE ( ) L^ N r 2^ R.R Quando o ângulo de incidência 1 n Ângulo Limite 1 é maior do L que o ângulo limite É o2 ângulo n 2 de ocorre reflexão total incidência em que o correspondente ângulo de refração é de 90 0 L^ î 2 î 1 r 1^ R.R î r^ R.I

20 REFLEXÃO TOTAL E ÂNGULO LIMITE ( L^ ) Ângulo Limite L - É o ângulo de incidência em que o correspondente ângulo de refração é de 90 0 n 1 x sen î = n 2 x sen ^ n 1 x sen L = n 2 x sen 90 0 n 1 x sen L = n 2 x 1 ^ sen L = n 2 n 1 r^ ^ sen n menor ^ L n maior Quando o ângulo de incidência é maior do que o ângulo limite ocorre reflexão total.

21 DISPERSÃO LUMINOSA É o fenômeno pelo qual a luz branca se decompõe nas sete cores. Exemplo: Arco-íris

22 DISPERSÃO LUMINOSA Quando um raio de luz branca incide num prisma, penetra nele separando-se num espectro de cores: é o fenômeno da dispersão da luz branca. Vermelho Alaranjado Amarelo Verde Azul Anil Violeta

23 DISPERSÃO LUMINOSA Vermelho Alaranjado Amarelo Verde Azul Anil V A A V A A V f E n d e s v i o λ V Violeta

24 COMO SE FORMA O ARCO-ÍRIS Gota de Chuva

25 Faixa colorida violeta do arco-íris. Formação de uma faixa colorida do Arco-Íris Gota de Chuva Todas as gotas que enviam uma determinada cor de luz ao olho do observador estão sobre uma circunferência. Devido a isso, ele vê o arco-íris de forma circular.

26 Formação do Arco-Íris Vermelho Alaranjado Amarelo Verde Azul Anil Violeta

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