Ótica - reflexão
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Reflexão Óptica
13-03-2008Departamento de Física
Professor:
Alejandro Pedro Ayala
Óptica Reflexão
Tópicos
Índice de Tópicos
Índice de Tópicos:
Propagação da luz
Reflexão
Princípio de Fermat
Princípio de Huygens
Imágens
Reflexão
Pág. 2
Óptica Reflexão
Tópicos
Frentes de onda e raios• Considere as ondas criadas por uma
pedra que cai na água.
• As frentes de onda correspondem as crestas das ondas na água e o raios a direção e sentido de propagação da onda.
• Note que os raios são sempre perpendiculares à frente de onda.
Propagação da luz
Pág. 3
Óptica Reflexão
Tópicos
Frentes de onda esféricas e planas
• As grandes distâncias da fonte, as frentes de onda se tornam cada vez menos curvas e se aproximam a uma superfície plana.
• Essas frentes onda são conhecidas como ondas planas.
• Nas ondas planos os raios são paralelos entre si.
Propagação da luz
Pág. 4
Óptica Reflexão
Tópicos
Sombra e penumbra• Se a fonte de luz é pequena (ou grande, mais está longe),
produzirá sombras nítidas.
• Se a fonte é grande e está próxima ao objeto se formará unazona de sombra e outra de penumbra.
Propagação da luz
Pág. 5
Óptica Reflexão
Tópicos
Sombra e penumbraO tamanho e a definição de uma sombra depende do tamanho e distância da fonte de luz e do objeto que a produz.
Propagação da luz
Pág. 6
Óptica Reflexão
Tópicos
Eclipse lunarPropagação da luz
Pág. 7
Óptica Reflexão
Tópicos
Eclipse solarPropagação da luz
Pág. 8
Óptica Reflexão
Tópicos
Propagação da luz
Pág. 9
Óptica Reflexão
Tópicos
Reflexão difusa• A reflexão difusa acontece em superfícies irregulares.
• Os raios refletidos são espalhado em várias direções.
Reflexão
Pág. 10
Óptica Reflexão
Tópicos
Reflexão especular • A reflexão especular é produzida por superfícies planas e lisas.
• Os raios refletidos viajam paralelos entre si.
Reflexão
Pág. 11
Óptica Reflexão
Tópicos
• A luz refletida e incidente são representadas por raios apontando à direção de propagação.
• Note que o raio incidente, o refletido e a normal à superfície refletora estão no mesmo plano.
Reflexão numa superfície planaReflexão
Pág. 12
Óptica Reflexão
Tópicos
Princípios de Héron e Fermat• Héron de Alexandria (150BC‐250AD) conseguiu explicar a lei
da reflexão através de uma hipótese de caminho mínimo:
• Em 1650, Pierre Fermat (1601‐1665) estendeu o enunciado anterior através de uma hipótese de tempo mínimo:
Princípio de Fermat
“De entre todos os raios luminosos que divergem a partir dum ponto, o que passa por um outro ponto
dado, é aquele que minimiza o tempo que a luz gasta no percurso entre os pontos considerados.”
“ O raio, seja ou não refletido, sempre segue o caminho mais curto entre o objeto e o olho.”
Pág. 13
Óptica Reflexão
Tópicos
Lei da reflexão
2 2 2 2( )P a x b d x= + + + −
2 2 2 20
( )dP x d xdx a x b d x
−= − =
+ + −
2 2 2 2( )x d x
a x b d x−
=+ + −
Como conseqüência:
De acordo com o princípio de Fermat este caminho deve ser mínimo:
O caminho óptico para ir do ponto A ou B é:
( ) ( )1 1sen senθ θ ′=
Princípio de Fermat
1 1θ θ ′=
Pág. 14
Óptica Reflexão
Tópicos
Leis da reflexão
•1ª lei ‐ os raios incidente e reflectido e a normal à superfície, estão no mesmo plano (plano de incidência)
•2ª lei ‐ os ângulos de incidência e reflexão são iguais
Leis da reflexão
Pág. 15
Óptica Reflexão
Tópicos
Reflexão da luz
Pág. 16
Óptica Reflexão
Tópicos
A normal à superfícieLeis da reflexão
Pág. 17
Óptica Reflexão
Tópicos
Princípio de Huygens“cada ponto de uma frente de ondas primária é uma
fonte de ondas esféricas secundárias que se propagam com velocidade e frequência semelhante à onda primária”.
As frentes de onda esféricas secundárias sobrepõem‐se e reproduzem a frente de ondas primária que as gerou
O novo frente de onda é formado pela superfície tangente às ondas esféricas secundárias.
Princípio de Huygens
Pág. 18
Óptica Reflexão
Tópicos
Todos os pontos de uma nova frente de onda atuam como novas fontes de ondas esféricas secundárias.
k
Princípio de Huygens
Pág. 19
Óptica Reflexão
Tópicos
O princípio de Huygens e a reflexãoPrincípio de Huygens
Pág. 20
Óptica Reflexão
Tópicos
O princípio de Huygens e a reflexão
Comparando os dois triângulos podemos verificar que:
ADC é congruente com AA’C
Como conseqüência:
c Δt c Δt
1 1θ θ ′=
Princípio de Huygens
Pág. 21
Óptica Reflexão
Tópicos
Trazado de raios
O raios de luz parte do ponto A é refletido no ponto C e arriva ao ponto B.
Observe a relação entre o ponto B (para onde o raio é refletido) e o ponto B’ (para onde o raio iria se não tivesse um espelho).
Imágens
Pág. 22
Óptica Reflexão
Tópicos
Imagem refletida num espelho
Para o observador no ponto B, a luz proveniente do ponto B aparenta vir do ponto A’ dentro do espelho.
Imágens
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Óptica Reflexão
Tópicos
Unidades de AprendizagemAtalhos para outros documentos:
Reflexão
Natureza da Luz
Espelhos
Refração
Lentes
Instrumentos
Interferências
Difração
Introdução à Disciplina
Polarização
Pág. 24
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