REFRAÇÃO DA LUZ

1. Há um desvio LUZ AR ÀGUA REFRAÇÃO DA LUZ  É o fenômeno que ocorre quando a luz tem a sua velocidade alterada. Professor André

2. Refração da Luz AR ÀGUA Por que a luz desvia ? LUZ Menos refringente Mais refringente Uma parte da onda luminosa entra no meio mais refringente, passando a ter uma velocidade menor, enquanto a outra parte da onda luminosa continua no meio menos refringente com uma velocidade maior, ocorrendo o desvio.

3. Refração da Luz î = N R.I R.R Raio incidente Raio refletido î Meio 1 Meio 2 ^ ^ ^ r r r r r ^ ^ CUIDADO: Os ângulos de incidência e reflexão são iguais, mas o de incidência e refração não são iguais. î=î  R.R Raio refratado Elementos da refração  Sempre que a luz incide obliquamente em uma superfície de separação de dois meios ela vai sofrer um desvio.

4. ÍNDICE DE REFRAÇÃO ABSOLUTO n = C V c = velocidade da luz no vácuo (m/s) c = 3 x 108 m/s v = velocidade da luz no meio (m/s) n= c  m/s V  m/s  É a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio considerado. UNIDADE:  O índice de refração não tem unidade, é uma grandeza adimensional. c  m/s v  m/s

5. Refração da Luz i Meio 1 (ar) Meio 2 (água) r Ao passar de um meio menos para um meio mais refringente a luz se aproxima da normal. Raio Incidente (RI) n1 < n2 v1 > v2 i > r Raio Refratado (RR)

6. Refração da Luz i Meio 1 (vidro) Meio 2 (ar) r Ao passar de um meio mais para um meio menos refringente a luz se afasta da normal. Raio Incidente (RI) n1 > n2 v1 < v2 i < r Raio Refratado (RR)

7. Refração da Luz Meio 1 (ar) Meio 2 (água) Incidência perpendicular: não há desvio. Raio Incidente (RI) i = 0º r = 0º Raio Refratado (RR)

8. Refração da Luz N R.I î n1x î 1 2 ^ ^ ^ r r r n2x R.R n1 x sen = n2 x sen î LEI DE SNELL - DESCARTES

9. Refração da Luz r1 Meio 2 (ar) Meio 1 (água) r2=90º A B C D i3 i3 i2 i1 Fonte de Luz REFLEXÃO TOTAL E ÂNGULO LIMITE (L) Em A, B e C: refração e reflexão parcial i2=L Em D: reflexão total

10. Refração da Luz n1x senî = n2x sen n1x sen= n2x sen 900 n1x sen= n2x 1 sen = n2 n1 ^ ^ ^ L L L sennmenor nmaior ^ ^ r L REFLEXÃO TOTAL E ÂNGULO LIMITE (L) Ângulo Limite L - É o ângulo de incidência em que o correspondente ângulo de refração é de 900. Quando o ângulo de incidência é maior do que o ângulo limite ocorre reflexão total.

11. Refração da Luz DISPERSÃO LUMINOSA É o fenômeno pelo qual a luz branca se decompõe nas sete cores. Num mesmo meio (diferente do vácuo): f   V  f   n 

12. Refração da Luz COMO SE FORMA O ARCO-ÍRIS ? Gota de Chuva Luz solar (branca) violeta vermelho

13. Fibra Ótica Aplicação da reflexão total

14. ar casca i>L núcleo  casca ar Funcionamento da Fibra Ótica

15. Miragem Aplicação da reflexão total

16. I<L Ar frio I<L Ar quente I>L Ar mais quente Ar muito quente Asfalto Como ocorre a miragem Reflexão total

17. Observador Meio 2 (ar) Meio 1 (água) p’ p (Imag.)A’ (Obj.)A Dioptro Plano nar=nVAI (P.I.V.) nágua=nVEM (P.O.R.)

18. (Imag.) A’ p’ Meio 1 (ar) Meio 2 (água) p (Obj.) A Observador nar=nVEM nágua=nVAI

19. Ar vidro Ar N i Ar (n1) A (i-r) Vidro (n2) r e D r d B d Ar (n1) i Lâminas de faces paralelas e C

20. Fazendo (2)=(1), teremos:

21. Prismas Ópticos A ar vidro ar D N2 N1 d2 d1 i2 d2 r2 i1 r1 A ar (n1) ar (n1) vidro (n2) Ângulo de abertura

22.  i1 = r1 + d1 ou d1 = i1 – r1 (1) A = r1 + r2   i2 = r2 + d2 ou d2 = i2 – r2 (2)  D = d1 + d2 (3) Substituindo (1) e (2) em (3), teremos:  D = i1 – r1 + i2 – r2 D = i1 + i2 – (r1 + r2) como r1 + r2 = A, teremos: D = i1 + i2 – A

23. Observação Quandoi1 = i2er1 = r2verifica-se que odesvio total (D)do raio de luz ao atravessar o prisma é mínimo (Dmín). Nesses casossimplificaremos as equaçõesda seguinte forma: A = r1 + r2 comor1 = r2 = r, teremos: A = 2r D = i1 + i2 – A comoi1 = i2 = i, teremos: D = 2i – A

24. LENTES ESFÉRICAS Sistemas ópticos constituídos de meios transparente, limitados por duas superfícies curvas ou por uma superfície plana e outra curva.

25. Lentes Esféricas Convergente Divergente

26. Lentes Esféricas Nomenclatura

27. Comportamento Óptico das Lentes: N N C C vidro ar vidro N N ar 1º caso: nLENTE > nMEIO (Ex. Lente: vidro; Meio: ar) a. Borda Fina: b. Borda Grossa: Lente Convergente Lente Divergente

28. N N C C ar vidro ar N N vidro 2º caso: nLENTE < nMEIO (Ex. Lente: ar; Meio: vidro) a. Borda Fina: b. Borda Grossa: Lente Divergente Lente Convergente

29. Resumo:

30. Elementos de uma lente O – centro óptico da lente f – distância focal da lente (F = f) Ai – antiprincipal imagem (2f) Fi – foco imagem Ao – antiprincipal objeto (2f) Fo – foco objeto

31. Raios Notáveis Lentes convergentes 1ª ) Todo raio luminoso incidente paralelo ao eixo principal refrata-se passando pelo FOCO.

32. Raios Notáveis Lentes convergentes 2ª ) Todo raio luminoso incidente que passa pelo FOCO refrata-se paralelamente ao eixo principal.

33. Raios Notáveis Lentes convergentes 3ª ) Todo raio luminoso incidente que passa pelo CENTRO óptico não sofre desvio.

34. CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS  Lentes Convergentes Imagem: Real Invertida Menor 1o) Caso Objeto Fi Ao Ai Fo 2f 2f  Nas lentes imagem REAL é o encontro dos raios REFRATADOS.

35. CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS  Lentes Convergentes 2o) Caso Imagem: Real Invertida Mesmo Tamanho Objeto Fi Ai O Ao Fo 2f 2f

36. CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS  Lentes Convergentes 3o) Caso Imagem: Real Invertida Maior Objeto Fi O Ai Ao Fo

37. CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS  Lentes Convergentes Imagem: Imprópria Se forma no infinito 4o) Caso Objeto Ao Fi O Ai Fo

38. CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS  Lentes Convergentes 5o) Caso Imagem: Virtual Direita Maior Objeto Ai Fi O Ao Fo  Imagem VIRTUAL é o encontro dos prolongamentos dos raios REFRATADOS.

39. Raios Notáveis Lentes divergentes 1ª ) Todo raio luminoso incidente paralelo ao eixo principal refrata-se passando pelo FOCO.

40. Raios Notáveis Lentes divergentes 2ª ) Todo raio luminoso incidente que passa pelo FOCO refrata-se paralelamente ao eixo principal.

41. Raios Notáveis Lentes divergentes 3ª ) Todo raio luminoso incidente que passa pelo CENTRO óptico não sofre desvio.

42. CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS  Lentes Divergentes Caso Único Imagem: Virtual Direita Menor Objeto Ai Fo O Fi  Imagem VIRTUAL é o encontro dos prolongamentos dos raios REFRATADOS.

43. CONSTRUÇÃO GEOMÉTRICA DE IMAGENS  Lentes Divergentes Caso Único Imagem: Virtual Direita Menor Objeto Ai Fo O Fi Quanto mais afastar o objeto da lente, mais a imagem diminui em relação a ela mesma até ela tornar-se um ponto no foco.

44. ESTUDO ANALÍTICO 1 = 1 1 fP P’ = + o fo = distância focal P’ = distância da imagem a lente P = distância do objeto a lente EQUAÇÃO DE GAUSS Equação de Halley (Fabricantes de Lentes). R>0  Face convexa R<0  Face côncava V>0  Lente convergente V<0  Lente Divergente

45. ESTUDO ANALÍTICO A = aumento i = tamanho da imagem o = tamanho do objeto A = i– P’ o P = = Significados AUMENTO LINEAR TRANSVERSAL F(+).......................Lente Convergente F(-)...........................Lente Divergente P’ (+) ...................... imagem real P’ (-) ...................... imagem virtual lAl  1 .................... imagem maior lAl  1 .................... imagem mesmo tamanho lAl  1 .................... imagem menor i (+) ....................... imagem direita i (-) ....................... imagem invertida

46. ESTUDO ANALÍTICO = V1 f VERGÊNCIA (V) É o inverso da distância focal. [dioptria] = [di] (V)  GRAU [metro] = [m] (f) S.I. Olho Humano-Anatomia externa

47. Olho Humano Anatomia Interna

48. Olho Humano Olho Normal

49. Doenças da Visão Olho Míope Distúrbio de focalização da imagem na qual esta forma-se anteriormente à retina. Isto deve-se a um maior comprimento do globo ocular ou aumento na curvatura da córnea ou cristalino, resultando em dificuldade para ver longe. Correção:Lentes divergentes.

50. Doenças da Visão Olho Hipermétrope A focalização se dá posteriormente à retina. Deve-se portanto a um globo ocular com menor comprimento ou devido à córnea ou cristalino possuírem uma menor curvatura. Na hipermetropia observa-se uma visão ruim para perto. Correção:Lentes convergentes.