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Capitulos 35
Imagens
RAIOS E FRENTES DE ONDA
FRENTES DE ONDA
RAIOS
Princípio de construção de Huygens
Frente de ondaanterior
Frente de ondaposterior
Frente de ondaposterior
Frente de ondaanterior
Raios luminosos
objeto
furo
imagem
Propagação retilínea óptica geométrica (meio isotrópico)
Reflexão e RefraçãoNa interface entre dois meios.
raioincidente
raiorefletido
raiorefratado
raioincidente
raiorefletido
raiorefratado
Ar
Vidro
Reflexão e Refração
M. C. Escher
1898-1970
Lei da Reflexão
i r
= ri
SCATTERINGdiffuse and specular
Lei da reflexão
Raio refletido no plano de incidência
Refração
Lei da refração
c1
c2
c1
l2 = c2∆t
2
1
l1 = c1∆t
2
f1 = f2
(ressonância forçada)
1
AB = d
Índice de Refração
Definição índice de refração:
Então:
ou
Comprimento de onda e índice de refração
Velocidade varia l varia
Por que a freqüência é invariante ?
não muda!
Lei da refração
(lei de Snell)
Índices de refração
Resultados básicos•
•
•
1
2
2
2
1
1
normal
normal
normal
n1
n1
n1
n2
n2
n2
Índice de refração
Material Índice de Refração* ar 1,0003diamante 2,419sílica fundida 1,458quartzo 1,418flint leve 1,655
*para 589,29 nm
n = 2.4195
http://nylander.wordpress.com/2005/01/29/diamond-light-dispersion/
Dispersão Cromática
Comp. de onda (nm)
Índi
ce d
e re
fraç
ão,
n
Vidro crown
Acrílico
Quartzo fundido
Equação de Cauchy :
Lei de refração e dispersão
1
normal
n1
n2
1
normal
n1
n2
Exercício : Determine o desvio d relativo ao feixe incidente.
Prisma
Arco-íris
Reflexão interna total
Reflexão interna total
quando
1
Fibras ópticas
Polarização por reflexão
Luz refletida
Parcialmente polarizada
Lei de Brewster
Luz incidente não-polarizada
Luz refletida polarizada
Luz Luz refratada refratada parcialmentparcialmente polarizadae polarizada
Num ângulo particular:
Exercícios e Problemas
http://hydrogen.physik.uni-wuppertal.de/hyperphysics/hyperphysics/hbase/phyopt/fermat.html
Espelhos
REFLEXÃO
Especular Difusa
Altura da imagem
Altura do objeto
Objeto(real)
Imagem(virtual)
Espelho plano
Espelho 2
Espelho 1
Exercicio:
Formação de imagens
Centro de curvatura
Espelho concavo
Eixo principal
Espelho convexo
Eixo principal
Refração
vácuo n = 1
Aproximação paraxial
Lentes finas
Exercício :
Uma l ente convergente (n = 1,52) com distância focal de 40 cm no ar é imersa na água (n = 1,33). Qual é a distância focal na água.
f ar
f água
f água = 3,71 f ar = 148 cm
Exercicio: Obtenha a profundidade aparente.
Lentes
Exercicio:
Exercicio:
Aplique a equação :
Aberração
esférica cromática
Magnificação Angular
Microscópio Óptico
Objetiva ocular
Telescópio Óptico
ocular
Espelhoparabólico
Tipo Refletor
Pupila
Olho humano e lentes de correção
-
Rod and cone cells
Rod cells: light sensors
Used in peripherical vision and responsible for night vision
Detects black, white and shases of grey
Majoritary: more than 100 million
Cone cells: colour sensors
There are three type (RGB or SML wavelenghts)
Fully functionals in bright light and percives fine details
Minoritary: less than 10 million
Sensibilidade do olho humano
Diferente para ambientes iluminados e não-iluminados
comprimento de onda (nm)
se
ns
ibil
ida
de
re
lati
va
adaptadoà luz
adaptadoao escuro
Daltonismo & correções ópticas
Adaptative optics & corrections
https://en.wikipedia.org/wiki/Adaptive_optics
Daniel K. Inouye Solar Telescope (DKIST)
https://en.wikipedia.org/wiki/Daniel_K._Inouye_Solar_Telescope
Lista de problemas
Posiçãoverdadeira
Posiçãoaparente
n0 = 1
n4 = 1.00020
θ
Estimar o ângulo θ admitindo 5 camadas com as espessurasInformadas e admitindo uma posição aparente de 30o.
n1 = 1.00001
n2 = 1.00002
n3 = 1.00005
Refração na atmosfera da Terra
10 km
20 km
30 km
40 km
0 km