Upload
vanmien
View
233
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
10/06/16
Reflexão, refração, espelhos planos, esféricos e lentes
Prof. Rafael PezziInstituto de Física – UFRGS
Óptica Geométrica
Espectro Eletromagnético
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:EM_spectrumrevised.png (12/06/2013)
Radiação eletromagnética
https://en.wikipedia.org/wiki/Electromagnetic_radiation (12/06/2013)
Espectro Eletromagnético
https://pt.wikipedia.org/wiki/Espectro_eletromagnético (12/06/13)
Radiação de Corpo Negro
https://pt.wikipedia.org/wiki/Radiação_de_corpo_negro (12/06/13)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Wien (12/06/2013)
Princípios Fundamentais da Óptica Geométrica
● Propagação retilínea dos raios em meios homogêneos, transparentes e isotrópicos
● Independência dos raios
● Reversibilidade dos raios
Reflexão e Refração
Refração: n1 sen1=n2 sen2
n=cv
Velocidade da Luz no vácuo
Velocidade da Luz no meio
Lei de Snell-Descartes
Snellius em 1621Descartes em 1637Ibn Sahl em 984
Reflexão: 1=1'1
'1
2
n2
n1
Reflexão interna total:
1=
2
Ângulo Crítico quando
sencrit=n1
n2
Heron de Alexandria (~60 dC)
Dispersão cromáticaÍn
dic
e d
e R
efr
açã
o
https://en.wikipedia.org/wiki/Chromatic_dispersion
Arco-íris
Fontes: https://pt.wikipedia.org/wiki/Arco-íris e https://en.wikipedia.org/wiki/Rainbow
Espelhos planos
i=−p
Objeto puntual Objeto extenso
Lado real
Lado virtual
Lado real
Lado virtual
Lado real: sinal positivoLado virtual: sinal negativo
O lado real é aquele no qual os raios de luz serão encontrados após interagirem com o aparato óptico
Espelhos esféricos
Espelho Côncavo
Espelho Convexo
● Válido para espelhos pequenos, tamanho menor que o raio de curvatura (de 8 a 10 graus da esfera, ao redor do eixo de simetria)
● Assim são chamados de espelhos de Gauss
● Reduzem aberração esférica
f =12
r
Foco de espelhos esféricosEspelho Côncavo
Espelho Convexo
Relação entre distância focal e raio de curvatura:
Lado real
La
do v
irtu
al
Lado real
Lado virtual
Distância focal positiva
Distância focal negativa
Imagem em espelhos côncavos
(i=−∞)
(i=+∞)
Ex 1: f= 30 cm, p=15 cm, i=?, m=? Ex 2: f= 30 cm, p=30 cm, i=?, m=?
Ex 3: f= 30 cm, p=40 cm, i=?, m=?
1p
1i=
1f
m=h 'h
m=−ip
Altura da imagem
Altura do objeto
Aumento:
Relações entre distâncias focal, do objeto,da imagem, e taxa de aumento:
Imagem em espelhos convexos
Ex 4: f= -30 cm, p=15 cm, i=?m=?
Ex 5: f= -30 cm, p=40 cm, i=?m=?
1p
1i=
1f
m=h 'h
m=−ip
Altura da imagem
Altura do objeto
Aumento:
Relações entre distâncias focal, do objeto,da imagem, e taxa de aumento:
n1
p
n2
i=
n2−n1
r
Imagens formadas por superfícies curvas
Lado virtual
Imagem virtual
objeto
n2n1n1
Lado real
Lado virtual
Imagem real
objeto
n1 n2n1Lado real
Lado real
n2n1
n1
Imagem real
Lado virtual
objeto
r=11 cmn
1=1
n2=1.9
p=19 cmi=?
m=h 'h
=−n1 i
n2 p
Refração por lentes delgadas
1p
1i=
1f
1f= nlente
nmeio
−1 1r1
−1r 2
Lente convergente
Lado realLado virtual
Lente divergente
Lado virtual
Lado real
Distância focal negativa
Distância focal positiva
Imagens formadas por lentes convergentes
Lado real
Lado virtual
Imagem real
Imagem virtual
Lado virtualLado real
Imagens formadas por lentes divergentes
O olho humano
Formação de imagens no olho
Fonte: Wikimedia Commons
Objeto distante Objeto próximo
Miopia
Fonte: Wikipédia
Dificuldade em focalizar objetos distantes. Imagem formada antes da retina.
Hipermetropia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Hipermetropia
Imagens formadas por sistemas de lentes