apresentação do powerpoint · Índice de refração do meio 1 em relação ao meio 2. n. 1. sen....

LEI DE SNELL - DESCARTES

1 2

N R.I

R.R

î

r ^

n1 x î

n2 x r ^

n1 x sen = n2 x sen î r ^

sen

sen

1

• 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 ^

2

LÂMINAS DE FACES PARALELAS

AR AR VIDRO N

N

î

ê

î = ê

3

VIDRO VIDRO

LÂMINAS DE FACES PARALELAS

N

N

ê

î = ê

AR

î

4

LÂMINAS DE FACES PARALELAS

AR VIDRO AR

î = 0o ê = 0o

5

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

6

7

DISPERSÃO LUMINOSA

É o fenômeno pelo qual a luz branca se decompõe nas

sete cores.

Exemplo: Arco-íris

8

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 200.000 km/s. Sendo a velocidade da luz no vácuo 300.000 km/s, o índice de refração do vidro para este tipo de luz é

9

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

E.P.

• ELEMENTOS DAS LENTES CONVERGENTES

R

C2 O C1

Centro Óptico

11

f(-)

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

12

E.P.

• ELEMENTOS DAS LENTES DIVERGENTES

O

C2 C1

R

Centro Óptico

13

PROPRIEDADES DAS LENTES

•LENTES CONVERGENTES

1ª ) Todo raio luminoso incidente paralelo ao eixo principal refrata-se passando pelo FOCO.

FOCO E.P.

É o encontro dos raios refratados.

14

•PROPRIEDADES DAS LENTES CONVERGENTES

2ª ) Todo raio luminoso incidente que passa pelo FOCO refrata-se paralelamente ao eixo principal.

F E.P.

15

•PROPRIEDADES DAS LENTES CONVERGENTES

3ª ) Todo raio luminoso incidente que passa pelo CENTRO óptico não sofre desvio.

O E.P.

16

CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS

•LENTES CONVERGENTES

1o ) Caso

2F1 F2

Objeto

F1

2f

Imagem: Real Invertida Menor

Exemplos: Máquina Fotográfica Olho

2f

2F2

Nas lentes imagem REAL é o encontro dos raios REFRATADOS.

17

CONSTRUÇÃO DE IMAGENS - LENTES CONVERGENTES

Imagem: Real Invertida Mesmo Tamanho

Exemplo: Copiadora

F2 2F2

F1 2F1

O

2f 2f

2o ) Caso

Objeto

18

CONSTRUÇÃO DE IMAGENS - LENTES CONVERGENTES

Imagem: Real Invertida Maior

Exemplos: Cinema

F1 2F1

O

Projetor de Slides

F2 2F2

3o ) Caso

Objeto

19

CONSTRUÇÃO DE IMAGENS - LENTES CONVERGENTES

Exemplo: Farol

F1

O F2

4o ) Caso

Objeto

2F1 2F1

Imagem: Imprópria Se forma no infinito

20

CONSTRUÇÃO DE IMAGENS - LENTES CONVERGENTES

Imagem: Virtual Direta Maior

Exemplo: Lupa

F1

O

5o ) Caso

Objeto

F2

2F1

2F1

Imagem VIRTUAL é o encontro dos prolongamentos dos raios REFRATADOS.

21

Resumo

1 2 3 4 5

1

2

3 4

Imagem Imprópria

5

Lente Convergente

2f f f 2f

PROPRIEDADES DAS LENTES

•LENTES DIVERGENTES

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

•PROPRIEDADES DAS LENTES DIVERGENTES

2ª ) Todo raio luminoso incidente que tem a direção do FOCO refrata-se paralelamente ao eixo principal.

F E.P. O

24

•PROPRIEDADES DAS LENTES DIVERGENTES

3ª ) Todo raio luminoso incidente no CENTRO óptico não sofre desvio.

O E.P.

25

CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS

• LENTES DIVERGENTES

Caso Único

Exemplo: Olho Mágico

O

Objeto

F2 2F1

F1

Imagem: Virtual Direta Menor

Imagem VIRTUAL é o encontro dos prolongamentos dos raios REFRATADOS.

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EQUAÇÃO DE GAUSS - Equação dos pontos conjugados -

1 = 1 1 f di do o

= +

fo = distância focal di = distância da imagem à lente do = distância do objeto à lente

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AUMENTO LINEAR TRANSVERSAL

A = aumento i = tamanho da imagem o = tamanho do objeto

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 Si

gnif

icad

os

A = i – di o do

= =

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CONVERGÊNCIA (C)

É o inverso da distância focal.

[dioptria] = [di] (C) GRAU [metro] = [m] (f)

U.S.I.

Olho Normal

Miopia – Olho Míope – Correção

Hipermetropia – Correção

Astigmatismo

C 1 f

=

29

OLHO NORMAL

Formação da imagem no Olho Humano

I

30

•FORMAÇÃO DA IMAGEM NO OLHO HUMANO

CRISTALINO

NERVO ÓTICO

RETINA

Como uma lente biconvexa no globo ocular. Leva as sensações

luminosas ao cérebro.

Funciona como um anteparo sensível à luz, recebendo as sensações luminosas.

31

Olho Míope

• MIOPIA

I

A imagem se forma antes da retina

32

• CORREÇÃO DA MIOPIA

A miopia é corrigida com lente divergente. A convergência é negativa.

Exemplo: C = -2 df

I

33

Olho Hipermétrope

• HIPERMETROPIA

I

A imagem se forma depois da retina

34

• CORREÇÃO DA HIPERMETROPIA

A hipermetropia é corrigida com lente convergente. A convergência é positiva.

Exemplo: C = 2 di

I

35

• ASTIGMATISMO

É um defeito na esferidade da córnea. É corrigido com lente cilíndrica.

36

Anomalias da visão

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

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

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

4.A miopia é uma anomalia que pode ser corrigida com lente esférica do tipo .......

5. A Hipermetropia é uma anomalia que pode ser corrigida com lente esférica do tipo....

41

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.

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.

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 propagar-se no vácuo.

A luz pode se propagar no vácuo, pois é uma onda eletromagnética.

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.

Outro exemplo: Podemos obter uma onda transversal usando uma mola helicoidal.

Atenção! Todas as ondas eletromagnéticas são transversais.

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.

Exemplo Ondas numa mola.

Quando a direção de oscilação (horizontal) é paralela à direção de

propagação (horizontal). A onda será chamada de onda longitudinal.

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.

Elementos de uma onda

A e B – cristas ou picos C e D - vales ou depressões. E. E. - eixo de equilíbrio.

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:

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 ).

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)

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.

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.

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.

Ondas Eletromagnéticas

-são ondas transversais (os campos são perpendiculares à direção de propagação); -propagam-se no vácuo com a velocidade “c” c = 3.105 km/s = 3.108 m/s.

-podem propagar-se num meio material com velocidade menor que a obtida no vácuo.

Espectro Eletromagnético E f Raam, fm tv M I L U X G T λ

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.

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.