n 1 x sen = n 2 x sen
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- Vitorino Castelhano Padilha
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1 LEI DE SNELL - DESCARTES R.I N n 1 x sen î 1 2 ^ n 2 x sen r î ^ r R.R n 1 x sen = n 2 x sen î ^ r 1
2 Índice de refração relativo: Índice de refração do meio 1 em relação ao meio 2. n 1 n 2 ^ r sen sen î Índice de refração do meio 2 em relação ao meio 1. n 2 n 1 sen sen î ^ r 2
3 LÂMINAS DE FACES PARALELAS AR VIDRO N ê AR î = ê N î 3
4 LÂMINAS DE FACES PARALELAS VIDRO VIDRO AR ê N î N î = ê 4
5 LÂMINAS DE FACES PARALELAS AR VIDRO AR î = 0 o ê = 0 o 5
6 REFLEXÃO TOTAL ^ E ÂNGULO LIMITE ( L ) Quando o ângulo de incidência 1 n 1 é maior do que o ângulo limite ocorre 2 n reflexão total 2 N ^ r 1 ^ r 2 R.R Ângulo Limite L É o ângulo de incidência em que o correspondente ângulo de refração é de 90 0 ^ L î 2 î 1 R.R î ^ r R.I 6
7 7
8 DISPERSÃO LUMINOSA É o fenômeno pelo qual a luz branca se decompõe nas sete cores. Exemplo: Arco-íris 8
9 Exemplos 1.A miragem se explica por um fenômeno de (A) absorção total. (B) refração total. (C) interferência total. (D) reflexão total. (E) difração total. 02.Um raio de luz monocromático se propaga no vidro com velocidade km/s. Sendo a velocidade da luz no vácuo km/s, o índice de refração do vidro para este tipo de luz é 9
10 3. Quando um feixe de luz branca incide num prisma de vidro, ele se refrata ao entrar e sair do prisma, decompondo-se nas cores do espectro. A cor que menos desvia é a (A) violeta. (B) verde. (C) vermelha. (D) laranja. (E) azul. 10
11 ELEMENTOS DAS LENTES CONVERGENTES Centro Óptico E.P. C 1 O C 2 R 11
12 LENTES DIVERGENTES Apresentam as extremidades mais espessas do que a parte central. Transformam um feixe paralelo em um feixe divergente. BICÔNCAVA PLANO-CÔNCAVA CONVEXA-CÔNCAVA f(-) 12
13 ELEMENTOS DAS LENTES DIVERGENTES Centro Óptico E.P. C 1 C 2 O R 13
14 LENTES CONVERGENTES PROPRIEDADES DAS LENTES 1ª ) Todo raio luminoso incidente paralelo ao eixo principal refrata-se passando pelo FOCO. E.P. FOCO É o encontro dos raios refratados. 14
15 PROPRIEDADES DAS LENTES CONVERGENTES 2ª ) Todo raio luminoso incidente que passa pelo FOCO refratase paralelamente ao eixo principal. E.P. F 15
16 PROPRIEDADES DAS LENTES CONVERGENTES 3ª ) Todo raio luminoso incidente que passa pelo CENTRO óptico não sofre desvio. E.P. O 16
17 CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS LENTES CONVERGENTES 1 o ) Caso Objeto Imagem: Real Invertida Menor 2F 1 F 2 2F 2 F 1 Nas lentes imagem 2f REAL é o encontro dos raios 2f REFRATADOS. Exemplos: Máquina Fotográfica Olho 17
18 CONSTRUÇÃO DE IMAGENS - LENTES CONVERGENTES 2 o ) Caso Objeto Imagem: Real Invertida Mesmo Tamanho O F 2 2F 2 2F 1 F 1 2f 2f Exemplo: Copiadora 18
19 CONSTRUÇÃO DE IMAGENS - LENTES CONVERGENTES 3 o ) Caso Objeto Imagem: Real Invertida Maior O F 2 2F 2 2F 1 F 1 Exemplos: Cinema Projetor de Slides 19
20 CONSTRUÇÃO DE IMAGENS - LENTES CONVERGENTES 4 o ) Caso Objeto 2F 1 O F 2 2F 1 F 1 Exemplo: Farol Imagem: Imprópria Se forma no infinito 20
21 CONSTRUÇÃO DE IMAGENS - LENTES CONVERGENTES 5 o ) Caso Objeto Imagem: Virtual Direta Maior O F 2 2F 1 Exemplo: 2F 1 Lupa F 1 Imagem VIRTUAL é o encontro dos prolongamentos dos raios REFRATADOS. 21
22 Lente Convergente Resumo f f f 2f Imagem Imprópria 3
23 LENTES DIVERGENTES PROPRIEDADES DAS LENTES 1ª ) Todo raio luminoso incidente paralelo ao eixo principal refrata-se com o prolongamento passando pelo FOCO. E.P. FOCO O É o encontro dos prolongamentos dos raios refratados. 23
24 PROPRIEDADES DAS LENTES DIVERGENTES 2ª ) Todo raio luminoso incidente que tem a direção do FOCO refrata-se paralelamente ao eixo principal. E.P. O F 24
25 PROPRIEDADES DAS LENTES DIVERGENTES 3ª ) Todo raio luminoso incidente no CENTRO óptico não sofre desvio. E.P. O 25
26 LENTES DIVERGENTES CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS Caso Único Objeto Imagem: Virtual Direta Menor 2F 1 O F 2 F 1 Exemplo: Imagem VIRTUAL é o encontro dos prolongamentos dos raios REFRATADOS. Olho Mágico 26
27 EQUAÇÃO DE GAUSS - Equação dos pontos conjugados - 1 = f di do o fo = distância focal di = distância da imagem à lente do = distância do objeto à lente 27
28 AUMENTO LINEAR TRANSVERSAL A = i o = = di do A = aumento i = tamanho da imagem o = tamanho do objeto Significados di (+)... imagem real di (-)... imagem virtual lal > 1... imagem maior lal = 1... imagem mesmo tamanho lal < 1... imagem menor A (+)... imagem direita A (-)... imagem invertida 28
29 CONVERGÊNCIA (C) É o inverso da distância focal. C = 1 f U.S.I. [dioptria] = [di] (C) GRAU [metro] = [m] (f) Olho Normal Miopia Olho Míope Correção Hipermetropia Correção Astigmatismo 29
30 OLHO NORMAL I Formação da imagem no Olho Humano 30
31 FORMAÇÃO DA IMAGEM NO OLHO HUMANO RETINA CRISTALINO Como uma lente biconvexa no globo ocular. NERVO ÓTICO Leva as sensações luminosas ao cérebro. Funciona como um anteparo sensível à luz, recebendo as sensações luminosas. 31
32 MIOPIA Olho Míope I A imagem se forma antes da retina 32
33 A miopia é corrigida com lente divergente. A convergência é negativa. CORREÇÃO DA MIOPIA I Exemplo: C = -2 d f 33
34 HIPERMETROPIA Olho Hipermétrope I A imagem se forma depois da retina 34
35 CORREÇÃO DA HIPERMETROPIA A hipermetropia é corrigida com lente convergente. A convergência é positiva. I Exemplo: C = 2 d i 35
36 ASTIGMATISMO É um defeito na esferidade da córnea. É corrigido com lente cilíndrica. 36
37 Anomalias da visão
38 Exemplo: 1.A imagem de um objeto real é reduzida à sua terça parte quando colocada à frente de uma lente convergente de distância focal 5 cm. Qual a distância entre o objeto e a lente? 38
39 2. Uma pessoa, a 40 cm de uma lente convergente, se vê 3 vezes maior e com imagem direita. A distância focal da lente é 39
40 3. De quanto será reduzida a imagem de um objeto real colocado em frente a uma lente divergente de distância focal 10 cm? Sabe-se que a distância entre a lente e a imagem, do objeto real é 5 cm. 40
41 4.A miopia é uma anomalia que pode ser corrigida com lente esférica do tipo A Hipermetropia é uma anomalia que pode ser corrigida com lente esférica do tipo... 41
42 Ondulatória Onda é uma perturbação que se propaga por intermédio de um meio. Propriedade Fundamental de uma Onda Uma onda transmite energia sem o transporte de matéria.
43 Exemplos 1. Onda é uma denominação que se aplica a todo fenômeno físico em que ocorre propagação de... sem a correspondente propagação de.... (A) movimento - matéria. (B) matéria - energia. (C) energia - calor. (D) energia - matéria. (E) luz - som. 2. Uma onda mecânica ou eletromagnética é uma perturbação que se propaga em um certo meio. A propagação de ondas envolve sempre (A) aumento de energia. (B) transporte de matéria. (C) transporte de matéria e energia. (D) transporte de energia. (E) perda de energia devido ao transporte de matéria.
44 Classificação das ondas I. Quanto à natureza da onda a. Mecânicas - são a produzidas por uma perturbação num meio material como, por exemplo, uma onda na água, a vibração de uma corda de violão, a voz de uma pessoa, etc. As ondas mecânicas não se propagam no vácuo. O som só se propaga em meios materiais, pois é uma vibração na matéria. b. Eletromagnéticas - ondas eletromagnéticas são produzidas por variação de um campo elétrico e de um campo magnético, tais como as ondas de rádio, de televisão, as micro-ondas e outras mais. As ondas eletromagnéticas não precisam de um meio material de propagação, logo podem propagarse no vácuo. A luz pode se propagar no vácuo, pois é uma onda eletromagnética.
45 II. Quanto à direção de oscilação e de propagação a. Ondas Transversais - São aquelas em que a direção de propagação é perpendicular à direção de vibração. Exemplo Ondas numa corda. Considere, por exemplo, uma corda segurada por duas crianças nas extremidades. A criança na extremidade da esquerda levanta e abaixa a corda rapidamente. Forma-se, então, um pulso de onda. Observe que o pulso está se propagando na horizontal, da esquerda para a direita, enquanto os pontos da corda, os perturbados pelo pulso, oscilam para cima e para baixo. Com isso, a direção de oscilação (vertical) é perpendicular à direção de propagação (horizontal). A onda será chamada de onda transversal.
46 Outro exemplo: Podemos obter uma onda transversal usando uma mola helicoidal.
47 Atenção! Todas as ondas eletromagnéticas são transversais.
48 b. Ondas Longitudinais - São aquelas em que a direção de propagação coincide com a direção de vibração. No espaço em todas as direções, afastando-se da fonte, como indicado no desenho. Exemplo: O som, transmitindo-se no ar, produz compressões e rarefações. De acordo com a sequência sonora emitida pela fonte sonora, há camadas de ar mais comprimidas ou menos comprimidas, conforme está representado na figura por meio de regiões claras e de regiões escuras.
49 Exemplo Ondas numa mola. Quando a direção de oscilação (horizontal) é paralela à direção de propagação (horizontal). A onda será chamada de onda longitudinal.
50 c. Mistas - são ondas que apresentam características transversais e longitudinais simultaneamente, como ocorre com o som em meios sólidos e com a onda no interior da água.
51 Elementos de uma onda A e B cristas ou picos C e D - vales ou depressões. E. E. - eixo de equilíbrio.
52 a amplitude: é a distância entre o eixo de equilíbrio e a crista ou a distância entre o eixo de equilíbrio e o vale (depressão). U.S.I [a] = m (metro). A amplitude de uma onda depende da fonte que a gera. λ- comprimento de onda: é a menor distância entre dois pontos em fase numa onda. Por exemplo distância entre cristas sucessivas ou entre dois vales também sucessivos. S.I [λ] = m (metro). A figura ao lado representa uma oscilação completa:
53 PERÍODO (T) É o tempo necessário para que a onda complete uma oscilação. S.I [T] = s (segundo) t = tempo total. n = nº de oscilações. FREQUÊNCIA ( f ) É o número de oscilações efetuadas na unidade de tempo. A frequência de uma onda depende da fonte que a gera. S.I [f] = Hz (hertz) n = nº de oscilações. t = tempo total. RELAÇÃO ENTRE O PERÍODO (T) E A FREQUÊNCIA ( f ).
54 Velocidade (v) depende do meio em se propaga. Se a onda se propaga num mesmo meio sua velocidade é constante: d = distância total percorrida pela onda t = tempo gasto para percorrer essa distância. podemos escrever também que Se substituirmos o T por 1/f, concluímos que também podemos escrever que S.I metro/segundo [v] = m/s (metro/segundo)
55 Observações v constante (propagação num mesmo meio) f constante (refração, onda muda de meio) Exemplos 3. A figura representa uma onda mecânica propagando-se num determinado meio. As grandezas representadas por x e y significam, respectivamente (A) frequência e velocidade. (B) timbre e amplitude. (C) amplitude e comprimento de onda. (D) frequência e amplitude. (E) amplitude e velocidade.
56 4. Na figura, está representada uma onda que, em 2,0 segundos, propaga-se de uma extremidade a outra de uma corda. O comprimento de onda (cm), a frequência (ciclos/s) e a velocidade de propagação (cm/s), respectivamente, são (A) 3, 5, 15. (B) 3,15, 5. (C) 5, 3, 15. (D) 5, 15, 3. (E) 15, 3, 5.
57 A onda representada na figura abaixo se desloca entre os pontos A e B, distantes 2 m, num intervalo de tempo de 4 s. 5. Qual o período dessa onda? (A) 0,2 s. (B) 0,5 s. (C) 1,0 s. (D) 3,0 s. (E) 4,0 s. 6. Qual a velocidade de propagação da onda? (A) 0,5 m/s. (B) 1,0 m/s. (C) 2,0 m/s. (D) 2,5 m/s. (E) 3,0 m/s.
58 Ondas Eletromagnéticas -são ondas transversais (os campos são perpendiculares à direção de propagação); -propagam-se no vácuo com a velocidade c c = km/s = m/s. -podem propagar-se num meio material com velocidade menor que a obtida no vácuo.
59 Espectro Eletromagnético E f Ra am, fm tv M I L U X G T λ
60 Exemplos 7. Comparadas com a luz visível, as micro-ondas têm (A) velocidade de propagação menor no vácuo. (B) fótons de energia maior. (C) frequência menor. (D) comprimento de onda igual. (E) comprimento de onda menor. 8. Selecione a alternativa que completa corretamente as lacunas nas afirmações abaixo. O módulo da velocidade de propagação da luz no ar é... que o da luz no vidro. No vácuo, o comprimento de onda da luz é... que o das ondas de rádio. (A) maior - menor. (B) maior - maior. (C) menor - o mesmo. (D) o mesmo - menor. (E) o mesmo - maior.
61 9. No vácuo, todas as ondas eletromagnéticas possuem mesma... As ondas sonoras propagam-se em uma direção... a direção das vibrações do meio. (A) frequência - paralela. (B) velocidade - perpendicular. (C) amplitude - perpendicular. (D) intensidade - paralela. (E) velocidade - paralela.
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