refração da luz e lentes - conteúdo vinculado ao blog

Professor Rodrigo Penna – www.fisicanovestibular 1

REFRAÇÃO DA LUZREFRAÇÃO DA LUZ

PROFESSOR RODRIGO PENNA


Professor Rodrigo PennaProfessor Rodrigo Penna - Técnico em Eletrônica, CEFET/MG, 1990. - Graduado em Física, UFMG, 1994. Licenciatura plena. - Pós-Graduado em Ensino de Física, Faculdade de Educação, UFMG, 1999. - Mestre em Ciências e Técnicas Nucleares, Departamento de Engenharia Nuclear, UFMG, 2006. - Doutorando em Ciências e Técnicas Nucleares, Departamento de Engenharia Nuclear, UFMG.

Já atuou no Ensino Fundamental, Médio, Pré-Vestibular, Técnico e Superior, nas redes Pública e Privada.

Site na Internet: www.fisicanovestibularLink para curriculum no Sistema Lattes:http://lattes.cnpq.br/6150368513460565

[email protected]

[email protected]


REFRAÇÃOQuando um raio de luz atinge a superfície de separação entre dois meios transparentes são observados os seguintes fenômenos.

Meio 1

Meio 2

.

• parte da luz é refletida;• parte da luz é absorvida;• parte da luz é refratada(atravessa).

• parte da luz é refletida;• parte da luz é absorvida;• parte da luz é refratada(atravessa).

RODRIGO PENNA:

o quadradinho branco é um ângulo reto. Mostrar os ângulos de incidência, reflexão e refração.

RODRIGO PENNA:

o quadradinho branco é um ângulo reto. Mostrar os ângulos de incidência, reflexão e refração.


REFRAÇÃOREFRAÇÃO

É o desvio que a luz sofre ao passar de um meio transparente para outro.

(1)(2)

RAIO INCIDENTE

RAIO REFRATADO

1

2

Meio 1

Meio 2.

RODRIGO PENNA:

fig.1 ilustrção

fig.2 l-pag.762

RODRIGO PENNA:

fig.1 ilustrção

fig.2 l-pag.762


LEIS DA REFRAÇÃOLEIS DA REFRAÇÃO

1. O raio incidente, a reta normal e o raio refratado estão no mesmo plano;

2. sensen

tan

1

2

1

2

cons tevv

(1)(2)

RAIO INCIDENTE

1

2

RAIO REFRATADO


ÍNDICE DE REFRAÇÃOÍNDICE DE REFRAÇÃO

É definido como a razão entre a velocidade da luzno vácuo e a velocidade da luz no meio:

É definido como a razão entre a velocidade da luzno vácuo e a velocidade da luz no meio:

(1)(2)

RAIO INCIDENTE RAIO

REFRATADO1

2

ncv

m sv

3 108


LEI DE SNELLLEI DE SNELL

sensen

1

2

1

2

vv

, então

1 1

11

22v v

sen sen

cv

cv1

12

2sen sen ncv

, mas

n n1 1 2 2sen sen finalmente:

RODRIGO PENNA:

animar estilo demonstração

RODRIGO PENNA:

animar estilo demonstração


COMENTÁRIOS IMPORTANTES-1COMENTÁRIOS IMPORTANTES-1

Quando a luz passa de um meio menos para outromais refringente, o raio se aproxima da normal.

Ar (1)Vidro (2)

1

2

Índice de Refração

Substância n

Gelo 1,31

Água 1,33

Álcool Etílico 1,36

Glicerina 1,47

Vidro 1,50

Sal de Cozinha 1,54

Quartzo 1,54

Diamante 2,42


Substância n

Gelo 1,31

Água 1,33


Glicerina 1,47

Vidro 1,50

Sal de Cozinha 1,54

Quartzo 1,54

Diamante 2,42

Se n n

n n1 1 2 2

1 2 1 2 1 2

sen sen

sen sen

RODRIGO PENNA:

animar

RODRIGO PENNA:

animar



Quando a luz passa de um meio mais para outromenos refringente, o raio se afasta da normal.

n n1 2 1 2 1 2 sen sen

Ar (2)

Vidro (1)

2

1


Substância n

Gelo 1,31

Água 1,33


Glicerina 1,47

Vidro 1,50

Sal de Cozinha 1,54

Quartzo 1,54

Diamante 2,42


Substância n

Gelo 1,31

Água 1,33


Glicerina 1,47

Vidro 1,50

Sal de Cozinha 1,54

Quartzo 1,54

Diamante 2,42

Joao Marcio G. Prado:

Não existe tabela 16-1 na página 765.

Estou repetindo a do slide acima (tabela 16-1 pag 763).


Não existe tabela 16-1 na página 765.

Estou repetindo a do slide acima (tabela 16-1 pag 763).



a luz atravessa sem sofrer desvio.

Quando 1 0 o

(1)(2)


FENÔMENOS DEVIDOS À REFRAÇÃOFENÔMENOS DEVIDOS À REFRAÇÃO

A imagem de um peixe é vista por alguém fora d’água acima de onde o peixe realmente está.A imagem de um peixe é vista por alguém fora d’água acima de onde o peixe realmente está.

O

I

Ar

Água



A duração do dia é prolongada.A duração do dia é prolongada.

SOL

IMAGEM



A imagem de uma estrela vista por nós não corresponde à sua posição real por causa da

refração da luz na atmosfera.

.

IMAGEM

OBJETO


Slide acrescentado por falta de espaço


Slide acrescentado por falta de espaço


ASFALTO MOLHADO NUM DIA ASFALTO MOLHADO NUM DIA QUENTEQUENTE

• A temperatura do ar influi em sua densidade e em seu Índice de Refração.

• Perto do asfalto quente, o ar tem menores densidades e Índice de Refração que as camadas de ar mais “frias” acima.

• A Reflexão Total da luz dá a impressão de que o asfalto está molhado.

• A temperatura do ar influi em sua densidade e em seu Índice de Refração.

• Perto do asfalto quente, o ar tem menores densidades e Índice de Refração que as camadas de ar mais “frias” acima.

• A Reflexão Total da luz dá a impressão de que o asfalto está molhado.


REFLEXÃO TOTAL DA LUZREFLEXÃO TOTAL DA LUZ

Quando a luz vai passar de um meio mais refringentepara outro menos refringente, um fenômeno interessantíssimo

pode ocorrer. Observe o aumento do ângulo de incidência.

Quando a luz vai passar de um meio mais refringentepara outro menos refringente, um fenômeno interessantíssimo

pode ocorrer. Observe o aumento do ângulo de incidência.

n n1 2

(1)(2)

O

AD C90º

RODRIGO PENNA:

animar a fig. de forma a realçar o ângulo limite.

RODRIGO PENNA:

animar a fig. de forma a realçar o ângulo limite.


ÂNGULO LIMITEÂNGULO LIMITE

Existe um ângulo a partir do qual a luz não sai mais,é totalmente refletida (não ocorre absorção).

Existe um ângulo a partir do qual a luz não sai mais,é totalmente refletida (não ocorre absorção).

n n1 2

(1)(2)

O

AD C90º


CÁLCULO DO ÂNGULO LIMITECÁLCULO DO ÂNGULO LIMITE

Para ângulos de incidência maiores que o LIMITEocorre a REFLEXÃO TOTAL.

Assim: n n o1 1 2 90sen sen

Mas 2 90 o .

E: senL

nn

2

1

LEI DE SNELL: n n1 1 2 2sen sen


USANDO UM PRISMA COMO “ESPELHO”USANDO UM PRISMA COMO “ESPELHO”

Através da Reflexão Total, um prisma de vidroou cristal como o da figura abaixo pode funcionar

como um espelho.

Através da Reflexão Total, um prisma de vidroou cristal como o da figura abaixo pode funcionar

como um espelho.

45º

A B

C

45º

45º

. 90º

45º

45º

RODRIGO PENNA:

animar o raio da fig.

RODRIGO PENNA:

animar o raio da fig.


Índice de Refração do vidro“Crown” para diversas cores

Cor n

Vermelho 1,513

Amarelo 1,517

Verde 1,519

Azul 1,528

Violeta 1,532

DISPERSÃO DA LUZ DISPERSÃO DA LUZ

•A experiência demonstra que o índice de refração da luz varia - apresenta pequenas diferenças - para cada cor.

•Logo, cada cor viaja numa velocidade diferente num mesmo meio material.

•A experiência demonstra que o índice de refração da luz varia - apresenta pequenas diferenças - para cada cor.

•Logo, cada cor viaja numa velocidade diferente num mesmo meio material.


ARCO-ÍRISARCO-ÍRIS

A luz branca se decompõe em 7 cores básicas (monocromáticas) ao atravessar um prisma ou, no caso do arco-íris, uma gota d’água, pois cada uma das cores que a formam sofre um desvio (refração) diferente.

Luz Branca

Luz Branca


Não animei este desenho por ser muito complexo.

Espero que tenha ficado bom


Não animei este desenho por ser muito complexo.

Espero que tenha ficado bom


A COR DE UM OBJETOA COR DE UM OBJETO

A luz branca é formada por várias cores. A cor de um objeto depende das suas propriedades de reflexão.

Ex. Um corpo verde, ao receber luz branca, reflete preferencialmente a luz verde absorvendo as outras cores.

A luz branca é formada por várias cores. A cor de um objeto depende das suas propriedades de reflexão.

Ex. Um corpo verde, ao receber luz branca, reflete preferencialmente a luz verde absorvendo as outras cores.

Objeto Verde Objeto Branco Objeto Preto


Animação 1 cliq


Animação 1 cliq


LENTESLENTES

• São dispositivos ópticos, muito comuns, cujo funcionamento se baseia nas propriedades da Refração.

• Feitas de vidro, plástico, resina ou outro meio transparente, também poderiam ser feitas de água ou ar.

• São dispositivos ópticos, muito comuns, cujo funcionamento se baseia nas propriedades da Refração.

• Feitas de vidro, plástico, resina ou outro meio transparente, também poderiam ser feitas de água ou ar.

BiconvexaBiconvexa Plano - ConvexaPlano - Convexa

Côncavo -ConvexaCôncavo -Convexa


LENTESLENTES

BicôncavaBicôncava Plano - CôncavaPlano - Côncava

Convexo -CôncavaConvexo -Côncava


LENTES ESFÉRICASLENTES ESFÉRICAS

Aquelas cujas faces são “pedaços” de uma circunferência.Chamamos a reta perpendicular às duas faces de Eixoda lente - a reta “que passa no meio dela”.

Aquelas cujas faces são “pedaços” de uma circunferência.Chamamos a reta perpendicular às duas faces de Eixoda lente - a reta “que passa no meio dela”.

Lentes de vidro no ar - Convergente

EIXO

Normal


LENTES ESFÉRICASLENTES ESFÉRICAS

Lentes de vidro no ar - Divergente

EIXO Normal


LENTE CONVERGENTELENTE CONVERGENTE

O seu meio é mais grosso que as beiradas.

Representação de lente convergente

EIXO


LENTE DIVERGENTELENTE DIVERGENTESuas extremidades são mais grossas que seu meio.

Representação de lente divergente.

EIXO


FOCO DAS LENTES CONVERGENTESFOCO DAS LENTES CONVERGENTES

EIXOF1

f

F1F2 EIXO

Pontos para os quais convergem os raios de luz que chegam paralelos ao eixo (lente convergente) oupara os quais convergem os prolongamentos dosraios (lente divergente).

Pontos para os quais convergem os raios de luz que chegam paralelos ao eixo (lente convergente) oupara os quais convergem os prolongamentos dosraios (lente divergente).

f f

EIXOF2 F1


Um clique para cada caso. Lentes

divergentes no próximo slide.


Um clique para cada caso. Lentes

divergentes no próximo slide.


FOCO DAS LENTES DIVERGENTESFOCO DAS LENTES DIVERGENTESJoao Marcio G. Prado:

Um clique para cada caso.


Um clique para cada caso.

EIXO F1

f

EIXOF2

f f

F1F2F1EIXO


OBSERVAÇÃOOBSERVAÇÃO

O fato de a lente ser convergente ou divergente além da própria distância focal depende do materialde que é feita a lente e do meio no qual ela está inserida.

O fato de a lente ser convergente ou divergente além da própria distância focal depende do materialde que é feita a lente e do meio no qual ela está inserida.

AR(n = 1,0)

AR(n = 1,0)

VIDRO (n = 1,5)

F1

ÁGUA(n = 1,3)

ÁGUA(n = 1,3)

VIDRO (n = 1,5)

F1

GLICERINA(n = 1,5)

GLICERINA(n = 1,5)

VIDRO (n = 1,5)

CS2

(n = 1,6)CS2

(n = 1,6)

VIDRO (n = 1,5)


EQUAÇÃO DAS LENTESEQUAÇÃO DAS LENTES

A mesma usada para os espelhos esféricos e a mesma convenção de sinais.

A mesma usada para os espelhos esféricos e a mesma convenção de sinais.

A BAB

DD

i

o

' '

F1F2

A

A’

B’

Do Di


BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIABeatriz Alvarenga e Antônio Máximo, Curso de

Física, volume 2.

refração da luz e lentes - conteúdo vinculado ao blog

Education