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UFRGS 2005
Prof. Luiz CarlosProf. Luiz Carlos
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F í s i c a
REFRAÇÃO DA LUZ - Definições
ÓPTICA GEOMÉTRICA MENU DE NAVEGAÇÃOClique em um item abaixo para iniciar a apresentação
ÂNGULOS - Incidência - Reflexão - Refração
Índice de Refração Absoluto de um Meio (n)
EXEMPLOS Analisando as Grandezas
Lei de Snell - Descartes
LÂMINAS DE FACES PARALELAS
REFLEXÃO TOTAL E ÂNGULO LIMITE
DISERSÃO LUMINOSA ARCO-ÍRIS
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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.
AR
ÀGUA
LUZHá um desvio
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AR
ÀGUA
LUZ
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.
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F í s i c a
Sempre que a luz incide obliquamente em uma superfície de separação de dois meios ela vai sofrer um desvio.
Meio 1
Meio 2
NR.IRaio incidente
R.R Raio refratado
î
r^
R.R Raio refletido
r^
• ÂNGULOS: • Incidência - Reflexão -
Refração
î = r^
CUIDADO: Os ângulos de incidência e reflexão são iguais, mas o de incidência e refração não são iguais.
î = î r^r^
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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
O índice de refração não tem unidade, é uma grandeza adimensional.
c = velocidade da luz no vácuo (m/s) c = 3 x 108 m/sv = velocidade da luz no meio (m/s)UNIDADE:
c m/sv m/s
n = c m/s
V m/s
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EXEMPLOS:
• Índice de refração absoluto de um meio (n)
n VÁCUO = 1 n AR = 1 n ÁGUA = 1,3 n VIDRO = 1,5
˜v VÁCUO = 3 x 108 m/s v AR = 3 x 108 m/s v ÁGUA = 2,25 x 108 m/s v VIDRO = 2 x 108 m/s
˜
REFRINGÊNCIA
+
-
n
+
-
V+
-
n 1
V
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• ANALISANDO AS GRANDEZAS
V = X f
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 mas NÃO muda a freqüência, pois a fonte emissora é a mesma.
V f constante
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Meio 1
Meio 2
NR.I
R.R
î
r^
V1
1
f1
n1
V2
2
f2
n2
O meio 1 é o menos refringente.O meio 2 é o mais refringente.
EXEMPLOS
V1 > V2
î > r^
1 > 2
f1 = f2
n1 < n2
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1
2
• EXEMPLOS:
R.I
R.R
menos refringente
mais refringente
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Meio 1
Meio 2
• EXEMPLOS:
NR.I
R.R
î
r^
V1
1
f1
n1
V2
2
f2
n2
V1 V2
î r^
O meio 1 é o MAIS refringente.O meio 2 é o MENOS refringente.
1 2
f1 = f2
n1 > n2
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1
2
R.I
R.R
• EXEMPLOS:
mais refringente
menos refringente
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Meio 1
Meio 2
• EXEMPLOS:
R.I
R.R
î = 0o
V1
1
f1
n1
V2
2
f2
n2
V1 > V2
î = r^
O meio 1 é o MENOS refringente.O meio 2 é o MAIS refringente.
1 > 2
f1 = f2
n1 n2r^ = 0o
N
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• EXEMPLOS:
1
2
R.I
R.R
menos refringente
mais refringente
Quando a incidência é perpendicular não há desvio, mas há refração, pois muda a velocidade.
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LEI DE SNELL - DESCARTES
1
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NR.I
R.R
î
r^
n1 x î
n2 x r^
n1 x sen = n2 x sen î r^
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• Índice de refração relativo:
Índice de refração do meio 1 em relação ao meio 2.
n1 sen n2 sen î
r^
Índice de refração do meio 2 em relação ao meio 1.
n2 sen n1 sen
î
r^
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LÂMINAS DE FACES PARALELAS
AR ARARAR VIDRO VIDRO N
N
î
ê
î = ê
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VIDRO VIDRO VIDRO VIDRO
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N
N
ê
î = ê
ARAR
î
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LÂMINAS DE FACES PARALELAS
ARAR VIDROVIDRO ARAR
î = 0o
ê = 0o
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1
2
R.I
L^
î1
î2
î
REFLEXÃO TOTAL E ÂNGULO LIMITE ( )L
^
N
r^
r1
^
r2
^
R.R
n1
n2
Ângulo Limite L É o ângulo de incidência em que o correspondente ângulo de refração é de 900
Quando o ângulo de incidência é maior do que o ângulo limite ocorre reflexão total
R.R
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REFLEXÃO TOTAL E ÂNGULO LIMITE ( )L^
Ângulo Limite L - É o ângulo de incidência em que o correspondente ângulo de refração é de 900
Quando o ângulo de incidência é maior do que o ângulo limite ocorre reflexão total.
n1 x sen î = n2 x sen
n1 x sen = n2 x sen 900
n1 x sen = n2 x 1
sen = n2 n1
r^
L^
L^
L^ sen nmenor
nmaior
L^
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DISPERSÃO LUMINOSA
É o fenômeno pelo qual a luz
branca se decompõe nas
sete cores.
Exemplo: Arco-íris
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• DISPERSÃO LUMINOSA
VermelhoAlaranjadoAmareloVerdeAzulAnil
Violeta
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.
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• DISPERSÃO LUMINOSA
Vermelho
Alaranjado
Amarelo
Verde
Azul
Anil
Violeta
f E n
VAAVAAV
desvio
l V
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• COMO SE FORMA O ARCO-ÍRIS
Gota de ChuvaLuz solar (branca)
violeta
vermelho
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• Formação de uma faixa colorida do Arco-Íris
Luz branca (solar)
Direção
do raios
solares
Gota de ChuvaFaixa colorida violeta do arco-íris.
violet
a
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.
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• Formação do Arco-Íris
Luz branca (solar)
violetaverm
elho
VermelhoAlaranjado
Amarelo
Verde
Azul
Anil
Violeta