Reflexão e Refração da luz Leis de Descartes O fenómeno da reflexão consiste no retorno da onda incidente no sentido da região de onde ela é oriunda, após entrar em contato com uma superfície reflectora.
Leis da reflexão: 1. O raio incidente, o raio refletido e a normal ao plano de incidência, no ponto de incidência, estão situados no mesmo plano. 2. O ângulo de incidência (ângulo entre a normal ao plano e o raio incidente) é igual ao ângulo de reflexão (ângulo entre a normal ao plano e o raio refletido).
Reflexão
Especular → ocorre em superfícies polidas (espelhos) Difusa → ocorre em superfícies rugosas
O fenómeno da refração consiste na passagem da onda de um meio de propagação para um meio de propagação diferente.
Leis da refração: 1. O raio incidente, o raio refratado e a normal ao plano de incidência, no ponto de incidência, estão situados no mesmo plano. 2.
O ângulo de incidência está relacionado com o ângulo de refração da seguinte forma: n1 sin θ1 = n2 sin θ2
onde:
n → índice de refração do meio
θ → ângulo entre o raio e a normal à superfície
n=
n2 n1
c → v
c → velocidade da luz no vácuo v → velocidade da luz no meio
= n2 ⋅ 1 → ìndice de refração do meio 2 em relação ao meio 1
− O índice de refração das ondas eletromagnéticas do vácuo é 1 − O índice de refração das ondas eletromagnéticas ("maioria") no ar é ≈ 1
NOTAS:
− Todas as ondas (radiações) eletromagnéticas no vácuo propagam-se com a mesma velocidade, c (3 × 10 8 m/s) − Num meio transparente diferente do vácuo, ondas eletromagnéticas de diferentes frequências têm velocidades de propagação,
diferentes − Um meio transparente de maior índice de refração diz-se mais refrangente ou mais denso (oticamente) − Quando a luz "passa" de um meio oticamente menos denso para um meio mais denso aproxima-se da normal à superfície,
no ponto de incidência, e vice - versa
θAr
Ar
θagua < θAr Água
θagua
Reflexão total Quando um feixe de luz passa de um meio mais refrangente (n 2 ) para meio menos refrangente (n 1 , onde n 2 > n 1 ), há um ângulo de incidência que é chamado de ângulo crítico (ou limite, θ L ) , e é dado por:
− n1 . sin 90º = n2 . sin θL ⇔ θL = sin 1
n1 n2
Se o feixe de luz fizer um ângulo superior a θ L , o feixe é refletido e permanece no meio mais refrangente .
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Fibras óticas Esquema de uma fibra ótica Revestimento Núcleo
− Os materiais (núcleo e revestimento são transparentes) − O índice de refração do núcleo é superior ao do revestimento − O núcleo tem de ter elevada transparência (o material que o constitui praticamente "não absorve" radiação)