13 reflexao e refracao da luz

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13 reflexao e refracao da luz

  1. 1.  Reflexão da luz  Refração da luz  Reflexão total da luz LUZ
  2. 2. Reflexão da luz A reflexão é o fenómeno que ocorre quando a luz, ao incidir num obstáculo, é reenviada para trás. De acordo com a natureza da superfície onde a luz incide, a reflexão pode ser: Regular Irregular 2Daniela Pinto
  3. 3. Reflexão da luz num espelho plano Quando um raio luminoso incide num espelho plano, com uma determinada inclinação, reflete-se numa única direção. O raio luminoso que incide no espelho designa-se por raio incidente. 3Daniela Pinto
  4. 4. Raio incidente (R) - raio luminoso que incide no espelho Raio refletido (R’) - raio luminoso que se reflete Ângulo incidente – ângulo que o raio incidente faz com a normal. Ângulo refletido – ângulo que o raio refletido faz com a normal. Normal – perpendicular ao espelho no ponto de incidência 4Daniela Pinto
  5. 5. LEIS DA REFLEXÃO DA LUZ θi = θr 1ª lei – o raio incidente, o raio refletido e a normal ao espelho no ponto de incidência estão no mesmo plano. 2ª lei – o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão 5Daniela Pinto
  6. 6. EXEMPLOS DAS LEIS DA REFLEXÃO DA LUZ A amplitude dos ângulos de incidência e de reflexão é a mesma. 6Daniela Pinto
  7. 7. Em meios transparentes pode ocorrer a transmissão da luz. REFRAÇÃO DA LUZ 77Daniela Pinto
  8. 8. REFRAÇÃO DA LUZ  A refração é um fenómeno ótico.  Ocorre quando a luz atravessa a superfície de separação de dois meios óticos diferentes. Os raios luminosos ao passarem de um meio ótico para outro meio diferente, mudam de direção. 8Daniela Pinto
  9. 9. Algumas situações do dia-a-dia que se explicam pela refração da luz • As canetas parecem partidas quando as vemos mergulhadas num líquido. • A piscina parece menos profunda do que é na realidade. 9Daniela Pinto
  10. 10. 10Daniela Pinto
  11. 11. Porquê? A velocidade de propagação da luz no vazio é de 300.000 km/s. A velocidade de propagação da luz depende do meio: • velocidade na água: 225.000 km/s • velocidade no vidro: 197.000 km/s 11Daniela Pinto
  12. 12. A luz propaga-se com velocidades diferentes nos diferentes meios. O desvio será maior quanto maior for a variação sofrida na sua velocidade de propagação. Daniela Pinto 12 VELOCIDADE DA LUZ
  13. 13. ÍNDICE DE REFRAÇÃO, N c : velocidade da luz no vazio, 3 x 108 m/s v : velocidade da luz no meio. n : índice de refração do meio. 𝑛 = 𝑐 𝑣 𝑛 𝑎𝑟 ≅ 1𝑛 𝑣á𝑐𝑢𝑜 = 1 13Daniela Pinto Número ( adimensional) que representa quantas vezes num meio, a velocidade da luz é menor que no vácuo
  14. 14. ÍNDICE DE REFRAÇÃO RELATIVO 𝑛2,1 = 𝑣1 𝑣2 Índice de refração do meio 2 relativamente ao meio 1. 𝑛2,1 = 𝑛2 𝑛1 Quanto mais denso oticamente um meio, menor a velocidade da luz. 𝑛2 𝑛1 = 𝑣1 𝑣2 como 𝑛2 𝑛1 = 𝜆1 𝑥 𝑓 𝜆2 𝑥 𝑓 então 𝑛2 𝑛1 = 𝜆1 𝜆2 14Daniela Pinto
  15. 15. Maior velocidade da luz no ar Meio oticamente menos denso Meio menos refringente (menor índice relativo) REFRINGÊNCIA 15Daniela Pinto Menor velocidade da luz no vidro Meio oticamente mais denso Meio mais refringente (maior índice relativo)
  16. 16. LEI DE SNELL- DESCARTES 1ª O raio incidente, o raio refratado e a normal ao espelho no ponto de incidência estão no mesmo plano (plano de incidência). 2ª O ângulo de incidência, q1, e o ângulo de refração, q2, relacionam-se pela expressão: n1 sin q1 = n2 sin q2 16Daniela Pinto
  17. 17. DO AR PARA O VIDRO Quando um raio luminoso passa: Se a luz passa de um meio de maior velocidade para um meio de menor velocidade, o raio refratado APROXIMA-SE da normal. ar vidro normal raio refratado ângulo de incidência > ângulo de refração 17Daniela Pinto
  18. 18. ar vidro normal DO VIDRO PARA O AR Se a luz passa de um meio de menor velocidade para um meio de maior velocidade, o raio refratado AFASTA-SE da normal. ângulo de incidência < ângulo de refração 18Daniela Pinto
  19. 19. Os raios luminosos mudam de direção afastando-se da normal. RESUMINDO… Daniela Pinto Os raios luminosos mudam de direção aproximando-se da normal. 19
  20. 20. Incide PERPENDICULARMENTE à superfície de separação de dois meios óticos diferentes. E A LUZ NÃO É DESVIADA QUANDO… 20Daniela Pinto
  21. 21. REFLEXÃO TOTAL DA LUZ Já vimos que a luz quando a passa do vidro para o ar, por exemplo, sofre refração. Se o ângulo de incidência for inferior a 42⁰ (no caso do vidro), ocorre, ao mesmo tempo, a reflexão e a refração da Luz. ar vidro Daniela Pinto 21
  22. 22. REFLEXÃO TOTAL DA LUZ Se o ângulo de incidência for igual a 42⁰, a amplitude do ângulo de refração é de 90⁰. ar vidro raio refratado 42º 22Daniela Pinto
  23. 23. REFLEXÃO TOTAL DA LUZ Se o ângulo de incidência for superior ao ângulo critico (a 42⁰, no caso do vidro) ocorre, apenas, a REFLEXÃO TOTAL da LUZ. ar vidro Reflexão total >42º 23Daniela Pinto
  24. 24. Existe um valor máximo de amplitude do ângulo de incidência, para além do qual não ocorre refração da luz. Esse valor depende dos materiais. Ângulo crítico ângulo de incidência a partir do qual deixa de haver refração e passa a ocorrer reflexão total da luz. ANGULO CRITICO 24Daniela Pinto
  25. 25. ANGULO CRITICO 25 Determinação do ângulo limite: 𝑛1 sin 𝜃1 = 𝑛2 sin 𝜃2 𝑛1 sin 𝜃 𝐿 = 𝑛2 sin 90° 𝑛1 sin 𝜃 𝐿 = 𝑛2 sin 𝜃 𝐿 = 𝑛2 𝑛1 25Daniela Pinto Não esquecer que 𝑛2 < 𝑛1!
  26. 26. O fenómeno de reflexão total da luz ocorre quando a luz passa de um meio ótico onde se propaga a menor velocidade para outro onde se propaga com maior velocidade, com um ângulo de incidência superior ao ângulo limite. Ao ângulo limite corresponde a um ângulo de refração igual a 90⁰. Nota que o ângulo limite é diferente consoante os meios óticos em causa. RESUMO 26Daniela Pinto
  27. 27. FIBRAS ÓTICAS As fibras óticas são fibras (fios) de vidro ou de plástico transparente, muito flexíveis e finas (por vezes mais finas do que um cabelo humano), em que a luz se propaga através de sucessivas reflexões totais. 27Daniela Pinto
  28. 28. FIBRAS ÓTICAS Caraterísticas principais: Núcleo de elevada transparência; 𝒏 𝒏ú𝒄𝒍𝒆𝒐 > 𝒏 𝒓𝒆𝒗𝒆𝒔𝒕𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐 28Daniela Pinto

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