Ótica

Leis da Refração

Meio 1 - n1

Meio 2 - n2

i

r

1ª Lei da Refração:

• “O raio incidente, o raio refratado e a reta normal são coplanares.”

2ª Lei de Refracção (Snell-Descartes)• n1.sen i = n2.sen r

Leis da Refração

• 1ª Lei da Refração:– O raio refratado, o raio

incidente e a normal sãocoplanares.

• 2ª Lei de Refração (Snell-Descartes)

• n1.sen i = n2.sen r

I

R

R

I

R

I

N

N

V

V

r

i

ˆsen

ˆsen

VI = velocidade da ondaincidente

VR = velocidade da ondarefratada

I = comprimento de onda daonda incidente

R = comprimento de onda daonda refratada

NI = índice de refração do meiode incidência

NR = índice de refração do meiode refração

Situações em que não há desvio

• Quando os índices de refração são iguais

• quando o raio incide perpendicularmente a superfície

n

N

Ângulo Limite de Incidência

Normal

i= L

r= 90º

Raio incidente

Raio refractado N

nLsen ˆ

O ângulo de incidência é chamado de ângulo limite(L) se o ângulo de refracção for igual a 90o.

N

n

Refração - Ângulo Limite

Normal

i=90o

r= L

Raio incidente

Raio refractado

N

nL ˆsen

O ângulo de refração é chamado de ângulo limite seo ângulo de incidência for igual a 90o.

Refração - Ângulo Limite

Reflexão Total (ou Interna)

i1

r1

L

i > L

N

n

Reflexão Total da Luz

Condições em que ocorre reflexão total:

N

i=0o

r=0o

i < L

N

i = Li > L

N

Neste caso háreflexão total

Aplicação da reflexão total

Fibra Ótica

Fibra ótica

capa

capa

núcleo

ar

ar

Reflexão numa fibra ótica

i>L

L.A.S.E.R. - Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

O Laser foi inventado em 1960 por Maiman.

O Laser fornece uma luz coerente, monocromática, direccional e de

elevada energia luminosa.

Ocorrência de reflexão total

-As miragens

O que ocorre numa miragem:

I>L

I<L

I<L

Reflexão total

Ar frio

Ar quente

Ar mais quente

Ar muito quente

Asfalto

O que ocorre na observação dos astros:

• Uma vez que a densidade do ar diminui com a altura.

Objeto

Imagem

Lâminas de Faces Paralelas

r

r)sen(ie=d

cos

Dioptros

• Dioptro é constituído pela justaposição de dois meios transparentes e opticamente homogéneos

Dioptro Plano

Dioptro Plano - Equação

• di → profundidade ou altura da imagem.

• do → profundidade ou altura do objeto.

• np do meio no qual a luz incide

• nprovém do meio do qual a luz provém

di

do=

n p

n provém

Prisma Ótico

PRISMAS : dispersam a luz por refração

Prisma ótico: corpo transparente limitado por duas superfícies planas não paralelas. O ângulo formado pelas duas faces denominam-se ângulo do prisma. ()

-A partir das leis da refração

deduz-se que se uma radiação

policromática incide num dioptro

de faces não paralelas o índice de

refração, modifica a direção da luz

e origina que a velocidade varie

para cada comprimento de onda

(l).

-Cada componente do feixe de luz

desviar-se-á de acordo com a sua

frequência, sendo esse desvio

superior para os menores

comprimentos de onda

1 2

Azul, 2

Vermelho, 1

Prisma Imagem Base Vertices arestas Faces

Triangular

Retangular

Pentagonal

Hexagonal

Heptagonal

Octagonal

3 6 9 5

4 8 12 6

5 10 15 7

6 12 18 8

7 14 21 9

8 16 24 10

etc n 2n 3n n + 2

Prismas óticos

• i1 e r1 → ângulo de incidência e refracção na primeira face.

• r2 e i2 → ângulo de incidência e refração na segunda face

• α → desvio na primeira face.

• β → desvio na segunda face.

• δ → desvio total.

• A → abertura do prisma.

A

A

i1 i2r1 r2

A=r1+r2

δ=i1+i2− A

Dispersãovariação do índice de refração do quartzo em

função do comprimento de onda

Dispersãovariação do índice de refração com o

comprimento de onda

Arco Íris

Prismas como lentes Lente – sistema ótico constituido por três meios homogéneos e transparentes

convergentes divergentes

Bicôncexa

Lentes Esféricas

Plano-convexa

Lentes Esféricas

Côncavo-convexa

Lentes Esféricas

Bicôncava

Lentes Esféricas

Plano-côncava

Lentes Esféricas

Convexo-côncava

Lentes Esféricas

Lentes de Bordos Finos

Geralmente convergentes, ou seja,

convergentes quando nlente>nmeio.

-O meio que envolve a lente geralmente é o ar, menos refrigente que o vidro.

Lentes de Bordos Grossos

Geralmente divergentes, ou seja,

divergentes quando nlente>nmeio.

-O meio que envolve a lente geralmente é o ar, menos refrigente que o vidro.