REFRAÇÃO DA LUZ(Capítulo 27)

2º Ano do Ensino MédioFÍSICA 2

Professor: Diones Charles

ÓPTICA GEOMÉTRICA

1. Reflexão

2. Refração

Refração

A Refração é a mudança de velocidade de propagação da Luz ao cruzar a interface entre dois meios distintos, geralmente acompanhada

de mudança na direção de propagação.

î

r

Refração

Índice de Refração

Mede a razão entre a velocidade da luz no vácuo (c) e a velocidade da luz no meio estudado (v).

C = 3x108 m/s

Entre dois meios considerados na refração, diz-se mais refringente o que apresenta maior índice de refração. O outro é, logicamente, o menos refringente.

Valores típicos de (n)

Material Índice de refração

Ar 1

Água 1,33

Acrílico 1,49

Vidro 1,6 a 1,9

Diamante 2,4

NORMAL

î

Meio 1

Meio 2r

RI

RR

r’

RR’

Meio 1 mais refringente que meio 2 n1>n2

ri ˆˆ 21 vv

NORMAL

î

Meio 1

Meio 2r

RI

RR

Lei de Snell-Descartes

Willebröd Van Roijen Snell

Vida

Nasceu em 30 de outubro de 1580 na cidade de Leiden na Holânda;

Astrônomo e matemático;

Professor de Matemática.

Vida

1600: Desperta o interesse pela a Astrônomia;

1607: Formou em Direito;

1613: Professor de Matemática na Universidade de Leiden;

1617: Lança seu livro Eratosthenes Batavus (O Holandês Eratosthenes);

1621: Descobre a lei da Refração;

1626: Faleceu aos 46 anos na cidade de Leiden/Holanda.

1703: Tornou-se conhecido através da publicação de Huygens.

René Descartes

• Nasceu em 31 de março de 1596 na cidade de Haia na França;

• Filósofo e matemático francês;

• Revolucionário na filosofia e na ciência;

• Fusão da álgebra com a geometria: geometria analítica.

Vida

Pintura feita por Frans Hals (1580 - 1666), pintor holandes.

• 1616: formou-se em Direito;

• 1618: entrou para o exército holandês;

• 1616 a 1624: viajou pela Europa;

• 1624 a 1628: viveu na França, dedicando-se a Filosofia e a ciência;

• 1637: publicou o livro “O Discurso do Método”, apresentando suas teorias sobre meteorologia, ótica e matemática;

• 1641: publica “Meditações”, começa a desenvolver questões sobre conhecimento;

• 1644: Publica o “Princípios de Filosofia”;

• 1649: Convidado pela Rainha Cristina da Suécia, para dar-lhe instruções sobre filosofia.

• 1650: Faleceu em Estocolmo/Suécia no dia 11 de fevereiro.

Vida

Lei de Snell-Descartes

O raio refratado, o raio incidente e a normal são coplanares.

A Lei de Snell-Descartes relaciona os ângulo de incidência e refração com os índices de refração.

“A fotografia mostra um feixe de luz que se propaga no ar, incidindo sobre um bloco de material transparente. Observando os ângulos de incidência e refração, descubra o índice de refração deste material”.

Situação problema

Calcule a velocidade da luz no bloco.

Desvio da luz

Normal

i= L

r= 90º

Raio incidente

Raio refratado

Quando a luz se propaga do meio menos refringente para o meio mais refringente, o raio de luz se aproxima da normal. Reciprocamente, quando a luz se propaga do meio mais refringente para o meio menos refringente, o raio de luz se afasta da normal.

n

N

Ângulo Limite de Incidência

Normal

i= L

r= 90º

Raio incidente

Raio refratado

N

nL̂sen

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

N

n

Ângulo Limite de Refração

Normal

i=90o

r= L

Raio incidente

Raio refratado N

nL ˆsen

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

Reflexão Total da Luz

Li

Condições para que ocorra reflexão total:

N

i=0o

N

i = L

i > L

N

n

N

i=0o

r=0o

i < L

N

i = L

i > L

N

Neste caso tivemos uma reflexão total

Fibra Óptica

Fibras ópticas são fios longos e finos de vidro muito puro, com o diâmetro aproximado de um fio de cabelo humano, dispostas em feixes chamados cabos ópticos e usadas para transmitir sinais de luz ao longo de grandes distâncias..

casca

casca

núcleo

ar

ar

Funcionamento da Fibra Ótica

i>L

Aplicação da reflexão total

Miragem

Miragem

I>L

I<L

I<L

Reflexão total

Ar frio

Ar quente

Ar mais quente

Ar muito quente

Asfalto

Aplicação da refração

Altura Aparente dos Astros

A densidade do ar diminui com a altura

• A densidade do ar diminui com a altura. Observe esquema a seguir:

Objeto

Imagem

Posição aparente dos astros

Dispersão luminosa

Arco-íris

Arco-íris

Arco-íris

A cor do céu

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