capitulo 35 imagens. raios e frentes de onda frentes de onda raios
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Capitulo 35
Imagens
RAIOS E FRENTES DE ONDA
FRENTES DE ONDA
RAIOS
Princípio de construção de Huygens
Frente de ondaanterior
Frente de ondaposterior
Frente de ondaposterior
Frente de ondaanterior
Raios luminosos
objeto
furo
imagem
Propagação retilínea óptica geométrica (meio isotrópico)
Reflexão e RefraçãoNa interface entre dois meios.
raioincidente
raiorefletido
raiorefratado
raioincidente
raiorefletido
raiorefratado
Ar
Vidro
Reflexão e Refração
M. C. Escher
1898-1970
Lei da Reflexão
i r
= ri
Lei da reflexão
Raio refletido no plano de incidência
Refração
Lei da refração
c1
c2
c1
l2 = c2∆t
2
1
l1 = c1∆t
2
f1 = f2
(ressonância forçada)
1
AB = d
Índice de Refração
Definição índice de refração:
Então:
ou
Comprimento de onda e índice de refração
Velocidade varia l varia
Por que a freqüência é invariante ?
não muda!
Lei da refração
(lei de Snell)
Índices de refração
Resultados básicos•
•
•
1
2
2
2
1
1
normal
normal
normal
n1
n1
n1
n2
n2
n2
Índice de refração
Material Índice de Refração* ar 1,0003diamante 2,419sílica fundida 1,458quartzo 1,418flint leve 1,655
*para 589,29 nm
n = 2.4195
http://nylander.wordpress.com/2005/01/29/diamond-light-dispersion/
Dispersão Cromática
Comp. de onda (nm)
Índi
ce d
e re
fraç
ão,
n
Vidro crown
acrílico
Quartzo fundido
Equação de Cauchy :
Lei de refração e dispersão
1
normal
n1
n2
1
normal
n1
n2
Exercício : Determine o desvio d relativo ao feixe incidente.
Prisma
!
Arco-íris
Reflexão interna total
Reflexão interna total
quando
1
Fibras ópticas
Polarização por reflexão
Luz refletida
Parcialmente polarizada
Lei de Brewster
Luz incidente não-polarizada
Luz refletida polarizada
Luz Luz refratada refratada parcialmentparcialmente polarizadae polarizada
Num ângulo particular:
Exercícios e Problemas
34-46P. Na figura 34.45, a luz incide, fazendo um ângulo 1=40,1o com a
normal, na interface entre dois materiais transparentes. Parte da luz
atravessa as outras três camadas transparentes e parte é refletida para cima
e escapa para o ar. Determine os valores (a) de 5 e (b) de 4.
Espelhos
REFLEXÃO
Especular Difusa
Altura da imagem
Altura do objeto
Objeto(real)
Imagem(virtual)
Espelho plano
Espelho 2
Espelho 1
Exercicio:
Formação de imagens
Centro de curvatura
Espelho concavo
Eixo principal
Espelho convexo
Eixo principal
Refração
vácuo n = 1
Exercicio: Obtenha a profundidade aparente.
Lentes espessas
Lentes finas
Exercício :
Uma l ente convergente (n = 1,52) com distância focal de 40 cm no ar é imersa na água (n = 1,33). Qual é a distância focal na água.
f ar
f água
f água = 3,71 f ar = 148 cm
Lentes
Exercicio:
Exercicio:
Aplique a equação :
Lentes de Fresnel
Aberração
esférica cromática
Magnificação Angular
Microscópio Óptico
Objetiva ocular
Telescópio Óptico
ocular
Espelhoparabólico
Refletor Refrator
Ocular Objetiva
Câmara fotográfica
A intensidade I é proporcional a área da lente de diâmetro D.A intensidade luminosa é proporcional a taxa de energia recebida pelo filme por unidade de área da imagem. A área da imagem é proporcional a q2 e q ~ f se p >> f.
Pupila
Olho humano e lentes de correção
-
Sensibilidade do olho humano
Diferente para ambientes iluminados e não-iluminados
comprimento de onda (nm)
se
ns
ibil
ida
de
re
lati
va
adaptadoà luz
adaptadoao escuro