Óptica Geométrica Refração

(1)

Óptica Geométrica

Refração

(2)

2

REFRAÇÃO

Quando 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).

(3)

REFRAÇÃO

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

(1) (2)

RAIO INCIDENTE

RAIO REFRATADO

 ₁

Meio 1

Meio 2

.

(4)

LEIS DA REFRAÇÃO

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

4

2. sen

sen  tan



1 2

= cons te = v v

(1) (2)

RAIO INCIDENTE

 ₁

 2

RAIO

REFRATADO

(5)

ÍNDICE DE REFRAÇÃO

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

(1) RAIO

INCIDENTE RAIO

REFRATADO

 ₁

n c v

m s

= = 3 10  v ⁸

(6)

LEI DE SNELL

6

sen sen



1 2

= v

v ^{, então}

1 1

2 2

v sen  = v sen 

c v

c

1 1 v

2 2

sen  = sen  n c

= v

, mas

n ₁ sen  ₁ = n ₂ sen  ₂

finalmente:

(7)

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

Ar (1) Vidro (2)

 ₁

Se n n

n n

1 1 2 2

1 2 1 2 1 2

sen sen

 

   

= 

    

(8)

8

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

n ₁  n ₂  sen  ₁  sen  ₂   ₁   ₂

Ar (2) Vidro (1)

 2

 1

(9)

a luz atravessa sem sofrer desvio.

Quando  ₁ = 0 ^o

(1)

(2)

(10)

FENÔMENOS DEVIDOS À REFRAÇÃO

10

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

O

I

Ar

Água

(11)

FENÔMENOS DEVIDOS À REFRAÇÃO

A duração do dia é prolongada.

IMAGEM

(12)

FENÔMENOS DEVIDOS À REFRAÇÃO

Professor

Rodrigo Penna

^–

www.fisicanovestib ular

12

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

refração da luz na atmosfera.

.

IMAGEM

OBJETO

(13)

ASFALTO MOLHADO NUM DIA QUENTE

• 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.

(14)

REFLEXÃO TOTAL DA LUZ

14

Quando a luz vai passar de um meio mais refringente

para outro menos refringente, um fenômeno interessantíssimo pode ocorrer.

Observe o aumento do ângulo de incidência.

n ₁  n ₂

(1) (2)

O

A

D ^90º C

(15)

ÂNGULO LIMITE

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

n ₁  n ₂

(1)

A (2)

D ^90º C

(16)

CÁLCULO DO ÂNGULO LIMITE

16

Para ângulos de incidência maiores que o LIMITE ocorre a REFLEXÃO TOTAL.

Assim: n ₁ sen  = ₁ n ₂ sen 90 ^o

Mas  ₂ = 90 ^o ^.

E: sen  _L n

= n ²

1 LEI DE SNELL: n ₁ sen  ₁ = n ₂ sen  ₂

(17)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

Chamamos de lente esférica, a associação de dois dioptros, sendo um necessariamente esférico e o outro plano ou esférico. Sendo transparentes, quando as superfícies são atravessadas pela luz, nota-se a

Lentes Esféricas

(18)

LENTES

Biconvexa Plano -

18

Convexa Côncavo -

Convexa

(19)

LENTES

(20)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

Borda Fina

Borda Grossa

Imagem: HernandoJoseAJ / GNU Free Documentation License.

(21)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

Elementos das Lentes Esféricas

A F O F A

2 F = A _Principal ^Eixo

(22)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

A F O F A

LENTE CONVERGENTE

(23)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

A F O F A

(24)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

Raios Notáveis

A F O F A

(25)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

Raios Notáveis

A F O F A

(26)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

Formação de Imagens

A F O F’ A’

Imagem: Real, Invertida e Menor

Câmera Fotográfica, Olho.

CASO I

Imagem: Eugenio Hansen / Creative Commons Attribution- Share Alike 3.0 Unported.

(27)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

A F O F’

CASO II

(28)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

A F O F’ A’

Imagem: Real, Invertida e Maior

Projetor de Slides

CASO III

(29)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

A F O F’ A’

CASO VI

(30)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

A F O F’ A’

Imagem: Virtual, Direita e Maior

Lupa, Correção de Hipermetropia e Presbiopia

CASO V

(31)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

A F O F A

Formação de Imagens

(32)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

A F O F’ A’

Estudo Analítico

o

i p

p’

Equação de Gauss:

' 1 1

1 p p

f = +

Aumento Linear:

o A = i

p A − p '

= p

p o

i − '

=

(33)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

p = posição do objeto (distância deste até a lente).

p’ = posição da imagem.

p’>0 → Imagem Real p’<0 → Imagem Virtual

o = altura do objeto.

i = altura da imagem.

i > 0 → Imagem Direita.

(34)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

Vergência (V)

Também chamada de Convergência ou Grau da lente.

V 1 f

= ^{V →} Medida em m ^-1 ou di (dioptria).

Popularmente chamada de “grau”.

(35)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

Estrutura do Globo

Ocular

Eixo óptico

Ponto cego

(36)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

Defeitos da Visão

Imagem: 8thstar / GNU Free Documentation License

(37)

FÍSICA, 2º

Lentes Esféricas

(38)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

Imagem: Governo Federal dos EUA / Public Domain.

(39)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

Imagens da direita para esquerda: (a). Rhcastilhos /

(40)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

Olho Apertado;

Imagem forma-se antes da retina;

Problema no ponto remoto;

❑ Características

❑ Correção

Lentes Divergentes (-f , -V) Não enxerga de longe.

Imagem: CryptWizard / Creative Commons ShareAlike 1.0.

(41)

FÍSICA, 2º

Lentes Esféricas

(42)

FÍSICA, 2º Lentes Esféricas

Imagens da direita para esquerda: (a). Rhcastilhos / Domínio público (b) Urinbecken / CNU Free Documentation License

Óptica Geométrica Refração