Reflexão e Refração da luz

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Reflexão e Refração da luz Leis de Descartes O fenómeno da reflexão consiste no retorno da onda incidente no sentido da região de onde ela é oriunda, após entrar em contato com uma superfície reflectora.

Leis da reflexão: 1. O raio incidente, o raio refletido e a normal ao plano de incidência, no ponto de incidência, estão situados no mesmo plano. 2. O ângulo de incidência (ângulo entre a normal ao plano e o raio incidente) é igual ao ângulo de reflexão (ângulo entre a normal ao plano e o raio refletido).

Reflexão

Especular → ocorre em superfícies polidas (espelhos) Difusa → ocorre em superfícies rugosas

O fenómeno da refração consiste na passagem da onda de um meio de propagação para um meio de propagação diferente.

Leis da refração: 1. O raio incidente, o raio refratado e a normal ao plano de incidência, no ponto de incidência, estão situados no mesmo plano. 2.

O ângulo de incidência está relacionado com o ângulo de refração da seguinte forma: n1 sin θ1 = n2 sin θ2

onde:


n → índice de refração do meio

θ → ângulo entre o raio e a normal à superfície

n=

n2 n1

c → v

c → velocidade da luz no vácuo v → velocidade da luz no meio

= n2 ⋅ 1 → ìndice de refração do meio 2 em relação ao meio 1

− O índice de refração das ondas eletromagnéticas do vácuo é 1 − O índice de refração das ondas eletromagnéticas ("maioria") no ar é ≈ 1

NOTAS:

− Todas as ondas (radiações) eletromagnéticas no vácuo propagam-se com a mesma velocidade, c (3 × 10 8 m/s) − Num meio transparente diferente do vácuo, ondas eletromagnéticas de diferentes frequências têm velocidades de propagação,

diferentes − Um meio transparente de maior índice de refração diz-se mais refrangente ou mais denso (oticamente) − Quando a luz "passa" de um meio oticamente menos denso para um meio mais denso aproxima-se da normal à superfície,

no ponto de incidência, e vice - versa

θAr

Ar

θagua < θAr Água

θagua

Reflexão total Quando um feixe de luz passa de um meio mais refrangente (n 2 ) para meio menos refrangente (n 1 , onde n 2 > n 1 ), há um ângulo de incidência que é chamado de ângulo crítico (ou limite, θ L ) , e é dado por:

− n1 . sin 90º = n2 . sin θL ⇔ θL = sin 1

n1 n2

Se o feixe de luz fizer um ângulo superior a θ L , o feixe é refletido e permanece no meio mais refrangente .


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Fibras óticas Esquema de uma fibra ótica Revestimento Núcleo

− Os materiais (núcleo e revestimento são transparentes) − O índice de refração do núcleo é superior ao do revestimento − O núcleo tem de ter elevada transparência (o material que o constitui praticamente "não absorve" radiação)


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