Propriedades das Ondas

Transcrição

1 Propriedades das Odas Reflexão, Refração da Luz e Difração da Luz Reflexão, Absorção e Trasmissão de uma oda E icidete = E reflectida + E absorvida + E trasmitida

2 Reflexão Regular e Difusa da Luz Quado a luz icide uma superfície ão polida, reflete-se em todas as direções. Quado a luz icide uma superfície perfeitamete polida (p. ex. um espelho ou uma superfície metálica polida), reflete-se uma úica direção. Este feómeo desiga-se por reflexão difusa da luz. Ocorre o feómeo de reflexão regular da luz. 3 Situações A e B: Se um raio lumioso icide, obliquamete, um espelho plao, reflete-se uma úica direção. Situação C: Se um raio lumioso icide perpedicularmete à superfície refletora, reflete-se a mesma direção. 4

3 Leis da Reflexão da Luz O âgulo de icidêcia é igual ao âgulo de reflexão. O raio icidete, a ormal à superfície refletora o poto de icidêcia e o raio refletido estão situados o mesmo plao. 5 Leis da reflexão da luz (uma perspetiva 3D) Raio icidete e refletido estão o mesmo plao O âgulo de reflexão, θ r, é igual ao âgulo de icidêcia, θ. θ r =θ r r r 6 3

4 Refração da Luz (acompahada de reflexão) Quado a luz icide a superfície de separação de dois meios óticos com características diferetes, verifica-se que: Parte da eergia trasportada pela oda icidete desvia-se através do segudo meio ótico. Costitui uma oda refratada (ou trasmitida), com um desvio a direção de propagação*). Uma fração da oda icidete reflete-se ao icidir a superfície de separação dos dois meios óticos. Propaga-se o mesmo meio e costitui uma oda refletida. * Se icidir obliquamete a superfície de separação dos meios óticos. 7 Também pode ocorrer que parte da oda icidete seja absorvida pelo material. A repartição da eergia refletida, trasmitida e absorvida depede: da frequêcia da oda icidete; da icliação do feixe icidete; das propriedades dos materiais (meios materiais ode se propaga a oda). 8 4

5 Por que motivo a luz se desvia quado atravessa dois meios óticos diferetes? Observa-se que a radiação muda de direção quado passa do ar para o vidro. Ocorre o feómeo da refração da luz. A mudaça de direção dos raios deve-se ao facto da velocidade de propagação da radiação o ar ser diferete da velocidade de propagação o vidro. No ar (ou o vazio), a luz tem uma velocidade de valor igual a km/s. No vidro (ou a água) o seu valor é iferior iferir a km/s. 9 Por que motivo a luz se desvia quado atravessa dois meios óticos diferetes? No ar (ou o vazio) todas as radiações têm a mesma velocidade de propagação ( km/s), mas o vidro, radiações com diferetes frequêcias adquirem velocidades diferetes e, como cosequêcia, são desviadas de forma diferete, saido a outra face do vidro em diferetes locais. 0 5

6 Ídice de Refração Absoluto O ídice de refração (absoluto) de um material é a razão etre os módulos da velocidade de propagação da luz o vazio e um meio material qualquer. c v c= velocidade da luz o vazio v= velocidade da luz o material Ídice de refração de um meio em relação a outro (ídice de refração relativo), O ídice de refração relativo etre meios (, ), ou ídice de refração do meio relativamete ao meio, por defiição, determia-se pelo quociete etre os ídices de refração dos dois meios.,, c v c v, v v OU O ídice de refração relativo é uma relação etre as velocidades de propagação de uma mesma oda em meios diferetes. Ode v e v são as velocidades de propagação da oda em dois meios óticos distitos. 6

7 ª Lei de Sell-Descartes para a Refracção si i si r si i si r`, Sedo: âgulo de icidêcia (i): o âgulo formado pelo raio de icidete e pela ormal à superfície separadora, o poto de icidêcia; âgulo de refracção (r ): o âgulo formado pelo raio refratado e a ormal à superfície separadora o poto de icidêcia; e : ídices de refração o meio e meio, respetivamete. 3 Material Ídice de Refracção Ar Aprox.,003 Água,33 Água do mar,34 Gelo,3 Vidro de,5 a,0 Diamate,4 Quado um meio tem um ídice de refração maior do que outro, diz-se que o primeiro meio é oticamete mais deso, ou que é mais refrigete que o segudo. O gelo é mais refrigete do que o ar. 4 7

8 REFRAÇÃO DA LUZ O raio de luz quado peetra um meio ode a sua velocidade é mais baixa, ou seja, um meio mais refrigete, aproxima-se da ormal à superfície. O âgulo de refração é meor que o âgulo de icidêcia. 5 REFRAÇÃO DA LUZ O raio de luz quado peetra um meio ode a sua velocidade é mais alta, ou seja, um meio meos refrigete, afasta-se da reta ormal à superfície. O âgulo de refração é meor que o âgulo de icidêcia. 6 8

9 REFRAÇÃO DA LUZ A palhiha parece quebrar detro de líquidos. Para um observador fora de água, os objetos imersos a água parecem estar mais próximos da superfície do que estão a realidade. 7 9