Fisica 4

ONDAS
ELETROMAGNÉTICAS:3
Prof. André L. C. Conceição
DAFIS
CAPÍTULO 33 –
HALLIDAY, RESNICK.
8ª EDIÇÃO
Ondas eletromagnéticas
Revisão: Campos se criam mutuamente
Lei de indução de Faraday:
Lei de indução de Maxwell:
1
Revisão: Equação da onda
2B
2B
  0 0 2  0
2
x
t
(Equação da Onda)
Revisão: Transporte de energia e o Vetor
de Poynting
Variação da Intensidade
com a distância
Revisão: Pressão da Radiação
(absorção total)
(reflexão total)
2
Desafio do dia
Se uma bola originalmente vermelha for colocada em um
ambiente completamente escuro e for iluminada com um
laser cujo comprimento de onda está na região do verde, que
cor esta bola apresentará?
Propagação Retilínea da Luz
Propagação retilínea
(meio isotrópico)
óptica geométrica
furo
objeto
imagem
Princípio de Fermat
“A trajetória seguida pela luz viajando de um ponto a
outro é tal que o tempo de viagem seja o mínimo. Isto
é, a luz percorre a trajetória mais rápida”.
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A luz como uma onda
Christian Huygens (1678)
teoria ondulatória
A) Permite explicar as leis da reflexão e da
refração em termos de ondas
B) Atribui um significado físico ao índice de
refração
Princípio de Huygens
Frente de onda
Fontes pontuais
Nova frente (tangente)
Todos os pontos de uma frente de onda se comportam como fontes
pontuais para ondas secundárias. Depois de um intervalo de tempo t, a
nova posição da frente de onda é dada por uma superfície tangente a
estas ondas secundárias
Reflexão e Refração
Na interface entre dois meios.
raio
incidente
raio
refletido
raio
incidente
raio
refletido
Ar
Vidro
raio
refratado
raio
refratado
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Lei da Reflexão usando Princípio de Fermat
sen θ2
Lei da reflexão
Raio refletido no plano de incidência
Exercício
A figura abaixo mostra um raio luminoso sendo refletido em
dois espelhos perpendiculares A e B. Determine o ângulo
entre o raio incidente i e o raio refletido r’.
5
Refração
A Lei da Refração através do Princípio de Huygens
n1: índice de refração do ar
n2: índice de refração do vidro
n1<n2
θ1: ângulo de incidência
λ1: comprimento de onda da onda incidente
v1: velocidade da onda no ar
θ2: ângulo de refração
λ2: comprimento de onda da onda refratada
v2: velocidade da onda no vidro
A Lei da Refração
l1
e
q1
h
l1
q1
l2
g
q2
c
q2
l2
6
A Lei da Refração
Definição índice de refração:
Nosso caso:
ou
Lei de Snell
Lei da refração
Índices de refração
(lei de Snell)
Resultados básicos
•
q1
normal
q2
•
q1
normal
•
n1
n2
q2
q1
normal
n1
n2
q2
n1
n2
7
Lei de Snell e dispersão
q1
normal
q1
n1
n2
normal
n1
n2
Verificação
A figura abaixo mostra um raio de luz monocromática atravessando
um material inicial (a), materiais intermediários (b) e (c) e voltando
a atravessar um material a. Coloque os materiais na ordem das
velocidades com que a luz se propaga em seu interior, da maior
velocidade para a menor.
a
b
c
a
Comprimento de onda e índice de refração
l varia
Veloc. varia
veloc.
v  ln  f n
n
O que acontece com a freqüência?
não muda!
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Exercício
Um raio de luz que se propaga no vácuo incide na superfície
de uma placa de vidro. No vácuo, o raio faz um ângulo de
32,0º com a normal à superfície, enquanto no vidro faz um
ângulo de 21,0º com a normal. Qual é o índice de refração do
vidro?
Reflexão interna total
Reflexão interna total
quando
1
9
Fibras ópticas
Exercício
Na figura abaixo, um raio luminoso penetra em uma placa de
vidro no ponto A e sofre reflexão interna total no ponto B.
Qual o menor valor do índice de refração do vidro que é
compatível com esta situação?
45,0o
Ar
A
vidro
B
45,0o
Ar
A
a
q
vidro
B
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Próxima aula
• TEMA: Polarização (Cap. 31 – TIPLER, P. A.;
MOSCA, G.; Física para cientistas e engenheiros.
Volume 2: Eletricidade e Magnetismo, Óptica. 6ª
edição
Bibliografia básica para estudo e exercícios
HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; e WALKER, J.; Fundamentos de Física. Volume
4: Óptica e Física Moderna. 8ª edição. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e
Científicos Editora S.A. 2009.
TIPLER, P. A.; MOSCA, G.; Física para cientistas e engenheiros. Volume 2:
Eletricidade e Magnetismo, Óptica. 6ª edição. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e
Científicos Editora S.A. 2012
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