Reflexão e Refração da Luz: Angulos, Índices de Refração e Polarização, Esquemas de Física

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Física IV

Física IV

Prof. Nelson Luiz Reyes Marques

NATUREZA E PROPAGAÇÃO DA LUZ

Física IV 1 - Luz

• A luz é uma onda eletromagnética capaz de sensibilizar nossos órgãos visuais

I- NATUREZA DA LUZ

2 - NATUREZA DA LUZ

• Isaac Newton ( 1642 - 1727 ): luz era constituída por feixes de partículas (chamadas corpúsculos) emitidas pelas fontes de luz.
• Por volta de 1665 , surgiram as primeiras evidências das propriedades ondulatórias da luz.
• No início do século XIX, as evidências de que a luz é uma onda tinham se tornado bastante convincentes.

Física IV

• Os aspectos ondulatórios e corpusculares da luz aparentemente contraditórios foram conciliados em 1930 , com o desenvolvimento da eletrodinâmica quântica, uma teoria abrangente que explica simultaneamente essas duas propriedades.
• A propagação da luz pode ser mais bem descrita usando-se um modelo ondulatório;
• Para explicar a emissão e a absorção da luz, é necessário considerar sua natureza corpuscular.
• As fontes fundamentais de todos os tipos de ondas eletromagnéticas são cargas elétricas aceleradas.
• Todos os corpos emitem uma radiação eletromagnética, resultado do movimento térmico de suas moléculas; essas ondas constituem a chamada radiação térmica e apresentam uma mistura de comprimentos de onda diferentes.

I- NATUREZA DA LUZ

Física IV 4 - Raio de luz : linha orientada que representa, graficamente, a direção e o sentido de propagação da luz. 5 - Feixe de luz : conjunto de raios de luz.

I- NATUREZA DA LUZ

Física IV 7 - Meios de propagação da luz a- Meio Transparente : permite a propagação da luz através de si, segundo trajetórias regulares, permitindo a visão nítida dos objetos (vidro comum, ar). b- Meio Translúcido : permite a propagação da luz através de si, segundo trajetória irregular, não permitindo a visão nítida dos objetos (vidro fosco, papel de seda). c- Meio Opaco : Não permite a propagação da luz através de si (madeira e parede de tijolos).

I- NATUREZA DA LUZ

Física IV 8 - Tipos de meios ópticos: a- Meio Homogêneo : É aquele apresenta as mesmas propriedades físicas em toda a sua extensão. b- Meio Isótropo : É aquele no qual a luz se propaga com a mesma velocidade em todas as direções e sentidos.

I- NATUREZA DA LUZ

Física IV

II - REFLEXÃO E REFRAÇÃO DA LUZ

Física IV

II - REFLEXÃO E REFRAÇÃO DA LUZ

Obs.: A refração sempre vem acompanhada da reflexão

Física IV 2 - Leis da reflexão 1 ° Lei: “o raio incidente R, a normal N e o raio refletido R’ são coplanares.” 2 ° Lei: “o ângulo de reflexão r é igual ao ângulo de incidência i.”

II - REFLEXÃO E REFRAÇÃO DA LUZ

Física IV 3 - Índice de refração absoluto (n): é a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio considerado. 𝑛𝑚𝑒𝑖𝑜 =

𝑜𝑛𝑑𝑒 C = 3 ⋅ 10

8

5 𝐾𝑚/𝑠 ൞ 𝑛𝑣á𝑐𝑢𝑜 = 1 𝑛𝑎𝑟 ≅ 1 𝑛 demais meios

1

II - REFLEXÃO E REFRAÇÃO DA LUZ

Física IV Exemplo 1 : Determine as direção dos raios refletidos e refratados

𝑎

𝑏

Raio refletido → = 60°

𝑎

sin 𝜃

𝑎

𝑏

sin 𝜃

𝑏 Refração →

1 , 33 sin 60° = 1 , 52 sin 𝜃

𝑏

sin 𝜃

𝑏

𝑏

II - REFLEXÃO E REFRAÇÃO DA LUZ

Física IV 4 - Índice de refração relativo 𝑛𝐴,𝐵 =

ou 𝑛𝐵,𝐴 =

• O índice de refração do meio A em relação ao meio B , é definido por:

𝐴,𝐵

𝐴

𝐵

𝐴

𝐵

𝐵

𝐴

II - REFLEXÃO E REFRAÇÃO DA LUZ

Física IV Lei de Snell-Descartes

𝐴

𝐵

𝐵

𝐴

sin 𝑖

sin 𝑟

𝐴

A B Normal i r Raio incidente Raio refratado

II - REFLEXÃO E REFRAÇÃO DA LUZ

Física IV 1 ª) n 1 < n 2 → Quando a luz passa do meio menos refringente para o meio mais refringente, a velocidade de propagação da luz diminui e o raio de luz se aproxima da normal, para incidência oblíqua. 6 - propriedades da refração − ⇒ + ቐ

λ𝐵 < λ𝐴 𝑟 Ƹ < 𝑖Ƹ ( se 𝑖Ƹ ≠ 0 ) Neste caso podemos dizer que o raio refratado aproxima-se da normal A B Normal i r Raio incidente Raio refratado

II - REFLEXÃO E REFRAÇÃO DA LUZ