Refração Ocorre quando a luz muda de meio de propagação, podendo ou não mudar sua direção....
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RefraçãoRefração Ocorre quando a luz muda de meio de propagação, podendo ou não mudar sua direção. ***Há um caso no qual a luz so-fre refração mas não sofre desvio.
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Analogia com a Analogia com a MecânicaMecânica
Assoalho(v>)
Tapete(v<)
Eixo com rodas livres
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Meio 1
Meio 2
N
Raio Refratado
900
i
r
Raio Incidente
Raio Refletido
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Índice de Refração Índice de Refração Absoluto→nAbsoluto→n
v
cn
c → veloc. da luz no vácuoc = 3 x 108 m/s
1nVácuo → n=1Ar → n=1
***Para um dado meio transparente, n depende da cor da luz. nVERM.<nALAR. <nAM<nVERDE<nAZ <nANIL< nVIOLETA
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Índice de Refração Índice de Refração RelativoRelativo
B
AAB n
nn
A
BBA n
nn
Índice de refração do meio A em relação ao meio B.
Índice de refração do meio B em relação ao meio A.
A
B
B
A
v
v
n
n
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Meio 1
Meio 2
N
900
i
r
v1 > v2 n1 < n2
Lei de Lei de Snell/DescartesSnell/Descartes
rsennisenn ˆ.ˆ. 21 21
ˆˆ
v
rsen
v
isen
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No caso mais comum em vestibulares, teremos î = 450 , n1 = 1 e n2 = e pede para calcular o ângulo de refração.
2
rsennisenn ˆ.ˆ. 21 rsensen o ˆ.245.1
rsenˆ.22
2.1
rsenˆ2
1 or 30ˆ
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Também teremos î = 600 , n1 = 1 e n2 = e também pede para calcular o ângulo de refração.
3
rsennisenn ˆ.ˆ. 21 rsensen o ˆ.360.1
rsenˆ.32
3.1
rsenˆ2
1 or 30ˆ
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Meio 1
Meio 2
N
900
i
r
v1 > v2 n1 < n2
***O raio de luz estará mais próximo da normal no meio mais refringente (lembre-se do pobre e do rico).
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***Há materiais que são birrefringentes, ou seja, o feixe luminoso é dividido em dois, formando-se assim duas imagens. Este não é um meio isotrópico.
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nOBS < nOBJ =>p’<p
OBJ
OBS
n
n
p
p'
N
obj
i (virtual)
p'
p
N
i (virtual)
objeto p'
p
Dióptros PlanosDióptros Planos
nOBS > nOBJ =>p’>p
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(UFSC) A figura a seguir mostra um lápis de comprimento AB, parcialmente imerso na água e sendo observado por um estudante. Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. O estudante vê o lápis "quebrado" na interface ar-água, porque o índice de refração da água é maior do que o do ar. 02. O feixe luminoso proveniente do ponto B, ao passar da água para o ar se afasta da normal, sofrendo desvio.04. O estudante vê o lápis "quebrado" na interface ar-água, sendo o fenômeno explicado pelas leis da reflexão. 08. O observador vê o lápis "quebrado" na interface ar-água porque a luz sofre dispersão ao passar do ar para a água. 16. O ponto B', visto pelo observador, é uma imagem virtual.
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(a) (b) (c)
a) Vidro e ar;b) Vidro e água;c) Vidro, ar e tetracloroetileno. Índices de refração
muito próximos, o vidro e o líquido se confundem.
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d
Lâminas de Faces ParalelasLâminas de Faces Paralelas
θ1 = î eθ2 = r
2
21
cos
)(.
sen
ed
rsennisenn ˆ.ˆ. 21
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AR → n<
ÁGUA → n>
N
L
RAIO RASANTE OU TANGENTE
ÂNGULO LIMITE OU CRÍTICO
n
nsenL
θmax = 900
Ângulo Limite Ângulo Limite
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AR → n<
ÁGUA → n>
N
L
SAI RASANTE OU TANGENTE
→ Limite
Reflexão Total
Interna
Só acontece quando
1º) Luz vai do mais refringente (n>) para o menos refringente (n<).
2º) i > L
n
nsenL
900
Reflexão Total InternaReflexão Total Interna
Reflexão Parcial
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Fonte
n<
n> L
i = L => sai rasante
i > L => Reflexão
Total Interna
Abaixo temos outra forma de ver
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Nas figuras abaixo temos um diamante lapidado, um brilhante. Devido ao alto índice de refração, ocorrem sucessivas reflexões totais antes que o raio consiga sair.
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AplicaçõesAplicaçõesFibras ÓpticasFibras Ópticas
Núcleo → n>
Interface → n<
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Endoscópio Endoscópio
Binóculo e Câmera Fotográfica Binóculo e Câmera Fotográfica
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Prismas de Reflexão TotalPrismas de Reflexão Total
Esquema de um periscópio
***n > √2
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Miragens
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Ar + frio → n>
Ar + quente → n<
Imagem virtual
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Posição Apaarente dos
Astros
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Desvio Angular →D ou Desvio Angular →D ou ΔΔ
A → Ângulo de abertura do prisma
r→ Ângulo de refração na 1a face
i→ Ângulo de incidência na 1a face
r'→ Ângulo de incidência na 2a faceI’→ Ângulo de refração na 2a face
RoteiroRoteiro
n1 sen i = n2 sen r
A = r + r’
?
?
n1 sen i’ = n2 sen r’ ?
D = i + i’ - A
Atenção
A
i i’r r'
N1
N2D
D→desvio angular
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Se r = A/2 → D = Dmínimo
i = i’ r = r’
r'
i
r
i’
SIMETRIA
Dmín = 2(i - r)
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Dispersão ÓpticaDispersão Óptica
Separação da luz branca em várias cores, devida aos diferentes índices de refração para as diferentes cores.
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Veja um teste para daltonismo
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Espectro EletromagnéticoEspectro Eletromagnético