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Reflexão da luz
Refração da luz
Reflexão total da luz
LUZ
Reflexão da luz
A reflexão é o fenómeno que ocorre quando a luz, ao incidir num
obstáculo, é reenviada para trás.
De acordo com a natureza da superfície onde a luz incide, a
reflexão pode ser:
Regular Irregular
2 Daniela Pinto
Reflexão da luz num espelho plano
Quando um raio luminoso incide num
espelho plano, com uma determinada
inclinação, reflete-se numa única
direção.
O raio luminoso que incide no espelho
designa-se por raio incidente.
3 Daniela Pinto
Raio incidente (R) - raio luminoso
que incide no espelho
Raio refletido (R’) - raio
luminoso que se reflete
Ângulo incidente – ângulo que o
raio incidente faz com a normal.
Ângulo refletido – ângulo
que o raio refletido faz com a
normal.
Normal – perpendicular ao espelho no ponto de incidência
4 Daniela Pinto
LEIS DA REFLEXÃO DA LUZ
θi = θr
1ª lei – o raio incidente, o raio refletido e a normal ao espelho no
ponto de incidência estão no mesmo plano.
2ª lei – o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão
5 Daniela Pinto
EXEMPLOS DAS LEIS DA REFLEXÃO DA LUZ
A amplitude dos ângulos de incidência e de reflexão é a
mesma.
6 Daniela Pinto
Em meios transparentes pode ocorrer a transmissão da luz.
REFRAÇÃO DA LUZ
7 7 Daniela Pinto
REFRAÇÃO DA LUZ
A refração é um fenómeno
ótico.
Ocorre quando a luz atravessa a
superfície de separação de dois
meios óticos diferentes.
Os raios luminosos ao passarem de um meio ótico para outro meio
diferente, mudam de direção.
8 Daniela Pinto
Algumas situações do dia-a-dia que se explicam pela
refração da luz
• As canetas parecem partidas quando as vemos mergulhadas num
líquido.
• A piscina parece menos profunda do que é na realidade.
9 Daniela Pinto
10 Daniela Pinto
Porquê?
A velocidade de propagação da luz no vazio é de
300.000 km/s.
A velocidade de propagação da luz depende do meio:
• velocidade na água: 225.000 km/s
• velocidade no vidro: 197.000 km/s
11 Daniela Pinto
A luz propaga-se com velocidades diferentes nos diferentes
meios.
O desvio será maior
quanto maior for a variação
sofrida na sua velocidade
de propagação.
Daniela Pinto 12
VELOCIDADE DA LUZ
ÍNDICE DE REFRAÇÃO, N
c : velocidade da luz no vazio, 3 x 108 m/s
v : velocidade da luz no meio.
n : índice de refração do meio.
𝑛 =𝑐
𝑣
𝑛𝑎𝑟 ≅ 1 𝑛𝑣á𝑐𝑢𝑜 = 1
13 Daniela Pinto
Número ( adimensional) que representa quantas vezes num meio,
a velocidade da luz é menor que no vácuo
ÍNDICE DE REFRAÇÃO RELATIVO
𝑛2,1 =𝑣1
𝑣2
Índice de refração do meio 2 relativamente ao meio 1.
𝑛2,1 =𝑛2
𝑛1
Quanto mais denso oticamente um meio, menor a velocidade da luz.
𝑛2
𝑛1=
𝑣1
𝑣2 como
𝑛2
𝑛1=
𝜆1𝑥 𝑓
𝜆2𝑥 𝑓 então
𝑛2
𝑛1=
𝜆1
𝜆2
14 Daniela Pinto
Maior velocidade da luz no ar
Meio oticamente menos denso
Meio menos refringente
(menor índice relativo)
REFRINGÊNCIA
15 Daniela Pinto
Menor velocidade da luz no vidro
Meio oticamente mais denso
Meio mais refringente (maior índice relativo)
LEI DE SNELL- DESCARTES
1ª O raio incidente, o raio refratado e
a normal ao espelho no ponto de
incidência estão no mesmo plano
(plano de incidência).
2ª O ângulo de incidência, q1, e o
ângulo de refração, q2, relacionam-se
pela expressão:
n1 sin q1 = n2 sin q2
16 Daniela Pinto
DO AR PARA O VIDRO Quando um raio luminoso passa:
Se a luz passa de um meio de maior velocidade para um meio de
menor velocidade, o raio refratado APROXIMA-SE da normal.
ar
vidro
normal
raio refratado
ângulo de incidência > ângulo de refração
17 Daniela Pinto
ar
vidro
normal
DO VIDRO PARA O AR
Se a luz passa de um meio de menor velocidade para um meio de
maior velocidade, o raio refratado AFASTA-SE da normal.
ângulo de incidência < ângulo de refração
18 Daniela Pinto
Os raios luminosos mudam de
direção afastando-se da normal.
RESUMINDO…
Daniela Pinto
Os raios luminosos mudam de
direção aproximando-se da normal.
19
Incide PERPENDICULARMENTE à superfície de
separação de dois meios óticos diferentes.
E A LUZ NÃO É DESVIADA QUANDO…
20 Daniela Pinto
REFLEXÃO TOTAL DA LUZ
Já vimos que a luz quando
a passa do vidro para o
ar, por exemplo, sofre
refração.
Se o ângulo de incidência
for inferior a 42⁰ (no caso
do vidro), ocorre, ao
mesmo tempo, a reflexão
e a refração da Luz.
ar
vidro
Daniela Pinto 21
REFLEXÃO TOTAL DA LUZ
Se o ângulo de incidência for igual a 42⁰, a amplitude do
ângulo de refração é de 90⁰.
ar
vidro
raio refratado
42º
22 Daniela Pinto
REFLEXÃO TOTAL DA LUZ
Se o ângulo de incidência for superior ao ângulo critico (a 42⁰, no
caso do vidro) ocorre, apenas, a REFLEXÃO TOTAL da LUZ .
ar
vidro Reflexão total
>42º
23 Daniela Pinto
Existe um valor máximo de amplitude do ângulo de incidência,
para além do qual não ocorre refração da luz. Esse valor depende
dos materiais.
Ângulo crítico
ângulo de incidência a partir do qual deixa de haver
refração e passa a ocorrer reflexão total da luz.
ANGULO CRITICO
24 Daniela Pinto
ANGULO CRITICO
25
Determinação do ângulo limite: 𝑛1 sin 𝜃1 = 𝑛2 sin 𝜃2
𝑛1 sin 𝜃𝐿 = 𝑛2 sin 90°
𝑛1 sin 𝜃𝐿 = 𝑛2
sin 𝜃𝐿 =𝑛2
𝑛1
25 Daniela Pinto
Não esquecer que 𝑛2 < 𝑛1!
O fenómeno de reflexão total da luz ocorre quando a luz passa
de um meio ótico onde se propaga a menor velocidade para
outro onde se propaga com maior velocidade, com um ângulo de
incidência superior ao ângulo limite.
Ao ângulo limite corresponde a um ângulo de refração igual a
90⁰. Nota que o ângulo limite é diferente consoante os meios
óticos em causa.
RESUMO
26 Daniela Pinto
FIBRAS ÓTICAS
As fibras óticas são fibras
(fios) de vidro ou de
plástico transparente,
muito flexíveis e finas (por
vezes mais finas do que
um cabelo humano), em
que a luz se propaga
através de sucessivas
reflexões totais.
27 Daniela Pinto
FIBRAS ÓTICAS
Caraterísticas principais:
Núcleo de elevada transparência;
𝒏𝒏ú𝒄𝒍𝒆𝒐 > 𝒏𝒓𝒆𝒗𝒆𝒔𝒕𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐
28 Daniela Pinto