Aula 05

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Aula 05

  1. 1. Introdução à Óptica Geométrica Prof. Rodrigo [email_address] http:// www.rrpweb.com/optica
  2. 2. Refração
  3. 3. Refração A luz passa de um meio óptico A para um meio óptico B Mudança de velocidade Diferentes c o r e s > diferentes desvios Refração > reflexão parcial + absorção parcial A B
  4. 4. Refração
  5. 5. Leis 1ª Coplanares Raio incidente Raio refletido Raio refratado
  6. 6. Leis 2ª Lei de Schnell- -Descartes Freqüência da luz Natureza dos meios
  7. 7. Leis 3ª Raio incidente Raio refletido + Raio refratado
  8. 8. Leis OBSERVAÇÃO sen q 1 = sen q 2 Vidro Tetracloroetileno
  9. 9. Leis OBSERVAÇÃO sen q 1 = sen q 2 Vidro Tetracloroetileno
  10. 10. Índice de Refração Índice de refração Princípio de Huygens (ondulatória) Lei de Schnell-Descartes
  11. 11. Índice de Refração Índice de Refração Absoluto Velocidade da luz no vácuo: c = 299.792.458 m/s
  12. 12. Índice de Refração Conclusões Índice de refração (relativo ou absoluto) é um número puro Índice de refração absoluto é sempre maior que 1 Índice de refração único Luz monocromática
  13. 13. Índice de Refração
  14. 14. Índice de Refração
  15. 15. Exercício Resolvido 1- Sendo a velocidade da luz de determinada freqüência igual a 2,26 x 10 8 m/s na água e 1,99 x 10 8 m/s no benzeno, determine: a) o índice de refração do benzeno em relação à água b) o índice de refração absoluto do benzeno c) o índice de refração absoluto da água Dado: Velocidade da luz no vácuo c = 300.000 km/s
  16. 16. Exercício Resolvido v água = 2,26 x 10 8 m/s = v a v benzeno = 1,99 x 10 8 m/s = v b v luz = 3,00 x 10 8 m/s = c a) o índice de refração do benzeno em relação à água
  17. 17. Exercício Resolvido v água = 2,26 x 10 8 m/s = v a v benzeno = 1,99 x 10 8 m/s = v b v luz = 3,00 x 10 8 m/s = c b) o índice de refração absoluto do benzeno
  18. 18. Exercício Resolvido v água = 2,26 x 10 8 m/s = v a v benzeno = 1,99 x 10 8 m/s = v b v luz = 3,00 x 10 8 m/s = c c) o índice de refração absoluto da água
  19. 19. Exercício Resolvido 2- A partir dos dados abaixo, determine : a) o índice de refração do benzeno em relação à água b) a velocidade da luz no diamante Dados: Velocidade da luz no vácuo c = 300.000 km/s Índice de refração absoluto do benzeno = 1,5 Índice de refração absoluto da água = 1,33 Índice de refração absoluto do diamante = 2,42
  20. 20. Exercício Resolvido n água = 1,33 n benzeno = 1,5 a) o índice de refração do benzeno em relação à água
  21. 21. Exercício Resolvido n diamante = 2,42 = n d v luz = 3,00 x 10 8 m/s = c a) a velocidade da luz no diamante
  22. 22. Exercício Resolvido 3- A figura representa um raio de luz monocromática passando do ar para um bloco de vidro. O índice de refração absoluto do ar n ar = 1,00 e o índice de refração absoluto do vidro é n v = 1,50. Determine: a) o ângulo de refração no vidro quando o ângulo de incidência for 30º b) o ângulo de incidência no ar quando o ângulo de refração for 15º
  23. 23. Exercício Resolvido n ar = 1,00 n v = 1,50 q ar = 30º a) o ângulo de refração no vidro quando o ângulo de incidência for 30º
  24. 24. Exercício Resolvido n ar = 1,00 n v = 1,50 q v = 15º a) o ângulo de incidência no ar quando o ângulo de refração for 15º
  25. 25. Ângulo Limite
  26. 26. Ângulo Limite
  27. 27. Ângulo Limite
  28. 28. Ângulo Limite
  29. 29. Ângulo Limite
  30. 30. Ângulo Limite
  31. 31. Ângulo Limite
  32. 32. Ângulo Limite
  33. 33. Ângulo Limite
  34. 34. Ângulo Limite
  35. 35. Ângulo Limite
  36. 36. Ângulo Limite
  37. 37. Ângulo Limite
  38. 38. Exercício Resolvido 1- Um raio de luz monocromático atravessa a superfície de separação entre o ar e a água. Sendo dados n água = 1,33 e n ar = 1,00, determine o ângulo limite de refração quando o raio de luz passa do ar para água. E se o raio de luz saísse da água em direção ao ar?
  39. 39. Exercício Resolvido 2- Uma fonte pontual de luz monocromática está imersa na água de uma piscina a 1,50m de profundidade. Suponha que você queira impedir que a luz dessa lâmpada atravesse a superfície para o ar, colocando sobre a fonte um anteparo flutuante cuja área seja a menor possível. a) Qual deve ser a forma desse anteparo e de que forma deve ser posicionado? b) Qual a área desse anteparo?
  40. 40. Exercício Resolvido b) Qual a área desse anteparo?
  41. 41. Dioptro Plano Dióptrica Parte da Óptica que estuda a refração Dioptro Superfície de separação de dois meios Características Não é estigmático, em geral (Cáustica) Estigmatismo Raios incidentes com i < 10 o Objeto no meio mais refringente Imagem na região delimitada pelo ângulo limite
  42. 42. Equação de Conjugação p: distância do objeto ao dióptro p': distância da imagem ao dióptro n 1 , n 2 : índices de refração dos meios 1 e 2
  43. 43. Exercício Resolvido 1- A imagem mostra um gato observando verticalmente um peixe tranqüilamente imerso em um aquário a 20 cm de profundidade. Sendo n água =1,3 e n ar =1,0, a que profundidade gato vê o peixe?
  44. 44. Exercício Resolvido 2- Imagine o mergulhador da imagem a 5,0m de profundidade junto ao barco. Suponha que 2,0m do casco estejam submersos e 3,0m estejam acima da linha da água como o mergulhador vê essas dimensões se o barco estiver exatamente acima dele?
  45. 45. Exercícios http://www.rrpweb.com/optica

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