Nesta apresentação, vamos investigar...

•Refracção da luz•Reflexão total•O arco íris

Refracção da luz

Refracção da luz

A refracção é um fenómeno óptico. Ocorre quando a luz atravessa a superfície de separação de

dois meios ópticos diferentes.

ar

vidro

Os raios luminosos ao passarem de um meio óptico para outro meio diferente, mudam de direcção.

Porquê?

A velocidade de propagação da luz no vazio é de 300.000 km/s.

A velocidade de propagação da luz depende do meio:

• velocidade na água: 225.000 km/s

• velocidade no vidro: 197.000 km/s

Fenómeno óptico que ocorre quando uma onda, que se propaga num determinado meio, é transmitida para outro meio onde se propaga com velocidade diferente.

Refracção da luz

Refracção da luz

ar

vidro

normal

raio incidente

ângulo de refracção

ângulo de incidência

raio refractado

Refracção da luz

Quando um raio luminoso passa:

arvidro

• se a luz passa de um meio de maior velocidade para um meio de menor velocidade, o raio refractado aproxima-se da normal.

raio incidentenormal

raio refractadoângulo de incidência > ângulo de refracção

Refracção da luz Quando um raio luminoso passa:

• se a luz passa de um meio de menor velocidade para um meio de maior velocidade, o raio refractado afasta-se da normal.

ar

água

raio incidente

raio refractado

normal

ângulo de incidência < ângulo de refracção

Refracção da luz Quando a luz incide perpendicularmente à superfície:

arvidro

Muda de velocidade

Não muda de direcção

Questão:

Um rapaz acende uma lanterna quando se encontra debaixo de água.

Qual dos raios (X, Y ou Z) representa correctamente o raio refractado?

A raio X.

B raio Y.

C raio Z.

D todos.

Por que é que o lápis nos parece partido quando

está parcialmente imerso em água?

Por que é que o lápis nos parece partido quando está parcialmente imerso em água?

Os objectos imersos em água aparentam estar mais próximos devido à refracção da luz

Refracção da luz

Se lançares uma moeda à piscina, por exemplo:

O

IProfundidade real

“Se quiseres pescar usando uma lança, deves apontá-la para o local exacto onde vês o peixe.”

Concordas com esta afirmação?

Claro que sim.

Não, porque, devido à refracção da luz, o peixe não se encontra exactamente no local onde o vejo. Encontra-se a uma profundidade maior.

Não, porque o tamanho do peixe é diferente quando está dentro de água.

No pôr-do-sol, quando a luz atinge a superfície do mar, qual (quais) destes fenómenos ocorre(m)?

A luz é reflectida para o ar.

A luz sofre refracção.

A luz é absorvida pela água e a temperatura da água aumenta.

Reflexão total da luz

Já vimos que a luz quando a passa do vidro para o ar , por exemplo, sofre refracção.

Se o ângulo de incidência for inferior a 42º, ocorre, ao mesmo tempo, a reflexão e a refracção da Luz.

arvidro

raio

inci

dent

e

raio refractado

raio reflectido

Reflexão total da luz

O ângulo de incidência para o qual corresponde um ângulo de refracção de 90º chama-se ângulo limite. Para o vidro, por exemplo, esse valor é de 42º.

arvidro

raio

incid

ente

raio refractado

42º

Se o ângulo de incidência for igual a 42º, a amplitude do ângulo de refracção é de 90º.

Reflexão total da luz

Se o ângulo de incidência for superior ao ângulo limite (a 42º, no caso do vidro) ocorre, apenas, a reflexão da Luz.

Designa-se por REFLEXÃO TOTAL da LUZ.

arvidro

raio incid

ente Reflexão total>42º

Reflexão total da luz

O fenómeno de reflexão total da luz ocorre quando a luz passa de um meio óptico onde se propaga a menor velocidade para outro onde se propaga com maior velocidade, com um ângulo de incidência superior ao ângulo limite.

Ao ângulo limite corresponde a um ângulo de refracção igual a 90º. Nota que o ângulo limite é diferente consoante os meios ópticos em causa.

Fibras ópticas

As fibras ópticas são fibras (fios) de vidro ou de plástico transparente, muito flexíveis e finas (por vezes mais finas do que um cabelo humano), em que a luz se propaga através de sucessivas reflexões totais.

As cores do arco íris

O arco-íris

A luz branca é policromática e resulta da sobreposição de luzes monocromáticas.

Uma luz monocromática tem uma cor bem definida, isto é, a sua frequência é bem definida.

Espectro da luz visível

Frequência crescente

Dispersão da luz

À decomposição da luz policromática nas componentes monocromáticas chama-se dispersão da luz.

Dispersão da luz

A dispersão da luz branca deve-se à refracção.

As componentes da luz branca sofrem desvios diferentes porque têm velocidades diferentes quando passam do ar para o vidro.

A luz branca sofre refracção ao encontrar o vidro; no interior do prisma, volta a ocorrer refracção quando a luz passa para o ar.