fÍsica iv Ótica e física moderna figuras capítulo 38

FÍSICA IVÓtica e Física ModernaFiguras Capítulo 38

A lei da refração

l1

l2

h c

l1

l2

g

q1

q2

q1

q2

e

A lei da refração

Definição índice de refração:

Nosso caso:

ou

Lei de Snell

Comprimento de onda e índice de refração

Veloc. varia l varia

veloc. n

E a freqüência?

não muda!

Interferência Þ superposição

construtiva

destrutiva

Óptica ondulatória

©2004 by Pearson Education Figuras 37-6

36.1 Interferência

Luz solar (branca) composta (cores)

Arco-íris Bolha de sabão

=refração interferência

Relembrando: Interferência Þ superposição

construtiva

destrutiva

Depende da fasedif. caminhos ópticos Þ dif. de fase

Diferença de caminho óptico

n1

n2

L

N número de l no meio

Diferença de caminho óptico

n1

n2

Ln2 > n1

Diferença de caminho óptico

n1

n2

L

Destrutiva (p)

Construtiva (2p)

N número de l no meio

Verificação

As ondas luminosas dos raios da figura abaixo têm o mesmo comprimento de onda e estão inicialmente em fase. (a) Se o material de cima comporta 7,60 comprimentos de onda e o material de baixo comporta 5,50 comprimentos de onda, qual é o material com maior índice de refração? (b) Se os raios luminosos forem levemente convergentes, de modo que as ondas se encontrem em uma tela distante, a interferência produzira um ponto muito claro, um ponto moderadamente claro, um ponto moderadamente escuro ou um ponto escuro?

n1

n2

L

©2004 by Pearson Education Figuras 37-13

©2004 by Pearson Education Figuras 37-16

©2004 by Pearson Education Figuras 37-26

©2004 by Pearson Education Figuras 37-29

©2004 by Pearson Education Figuras 37-30

36.7 Interferência em filmes finos

Cores interf. reflex. 2 interfaces

Espessura aprox. comprim. de onda (l)

Espessura > Þ coerência < (da fonte)

incidente

transmitido

refletido 2

refletido 1

filme

Claro ou escuro?

Se r1 e r2 em fase claraSe r1 e r2 fora de fase escura

n2n1 n3

a

c

b

i

r1

r2

q

q

Se »q 0 dif. de caminho » 2LSo saber 2L não basta!1) DL em meio diferente do ar Þ dif. l2) Reflexão Þ mudança fase ?

L

Mudanças de fase causadas por reflexão

Refração fase não mudaReflexão fase pode mudar ou não

Caso da óptica:Reflexão mudança de faseMeio com n menor 0Meio com n maior 0,5 l (ou p)

antes

depois

antes

depois

n2n1 n3

a

c

b

i

r1

r2

q

q

inverte

não inverte

Retomando a figura:

Supondo: n2 > n3 e n2 > n1 !!!!

Equações para a interferência em filmes finos

f causado por:1. Reflexão 1 das ondas2. Diferença de percurso3. Propagação em meios com n diferentes

Supondo: n2 > n3 e n2 > n1 !!!!

Reflexão r1 r2

0,5 l 0Dist. percorrida 2L n dist. Percorrida n2

Equações para a interferência em filmes finos

Logo:

Þ Em fase: 2L=(número impar/2) (l/n2)

fora: 2L=(número inteiro) (l/n2)

(max-claro)

(min-escuro)

ATENÇÃO: Ainda supondo: n2 > n3 e n2 > n1 !!!! Caso contrário as equações podem ser invertidas.

Exercícios e Problemas

36-34E. Uma lente com índice de refração maior que 1,30 é revestida com um filme fino transparente de índice de refração 1,25 para eliminar por interferência a reflexão de uma luz de comprimento de onda l que incide perpendicularmente a lente. Qual é a menor espessura possível para o filme?

Light incident on an anti-reflection coating. Air is at the upper boundary and glass at the lower boundary.

  for constructive interference

  for destructive interference

©2004 by Pearson Education Figuras 37-40

©2004 by Pearson Education Figuras 37-42

©2004 by Pearson Education Figuras 37-43

http://en.wikipedia.org/wiki/Thin-film_interferenceOil film[edit] Light incident on an oil film. Air is at the upper boundary and water at the lower boundary.In the case of a thin oil film, a layer of oil sits atop a layer of water. The oil may have an index of refraction near 1.5 and the water has an index of 1.33. As in the case of the soap bubble, the materials on either side of the oil film (air and water) both have refractive indices that are less than the index of the film.  . There will be a phase shift upon reflection from the upper boundary because                           but no shift upon reflection from the lower boundary because                                . The equations for interference will be the same.   for constructive interference of reflected light   

for destructive interference of reflected light

©2004 by Pearson Education Figuras 37-46

©2004 by Pearson Education Figuras 37-47

Light incident on an anti-reflection coating. Air is at the upper boundary and glass at the lower boundary.

  for constructive interference

  for destructive interference

©2004 by Pearson Education Figuras 37-49

http://echsphysics.wikispaces.com/file/view/APPhysicsCH37.pdf

http://www.physicsclassroom.com/Class/light/u12l3a.cfm

©2004 by Pearson Education Figuras 37-53

At a beach in Tel Aviv, Israel, plane water waves pass through two openings in abreakwall. Notice the diffraction effect—the waves exit the openings with circular wavefronts, as in Figure 37.1b. Notice also how the beach has been shaped by the circularwave fronts.