Reflexão e refração da luz

Reflexão e refração da luz

Ondas e eletromagnetismo
Física-11ºano

​Como a luz se propaga em linha reta num meio uniforme, no estudo dos fenómenos associados à propagação de ondas eletromagnéticas considera-se que a luz é constituída por raios de luz.

​Ondas eletromagnéticas que se propagam numa direção e sentido bem definidos.

Quando alguém se aproxima da montra de uma loja, onde a superfície do vidro funciona como superfície de separação de dois meios (o ar e o vidro), não só consegue ver projetada a sua imagem como também consegue observar o interior da loja ou sentir o vidro quente ao tocar.

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Multiple Choice

Já o interior da loja fica visível devido ao fenómeno de _________e o vidro aquece devido à _________da radiação.

• transmissão; absorção

• difusão; transmissão
• opacidade; reflexão
• reflexão; emissão

​

Reflexão da luz

​Fenómeno que ocorre quando uma onda  eletromagnética encontra a superfície de separação de dois meios, sendo devolvida ao meio inicial, numa direção diferente.

​Reflexão especular

​

Reflexão difusa

Leis da Reflexão da Luz:

• 1.ª Lei da Reflexão: o raio incidente, a normal à superfície de separação no ponto de incidência e o raio refletido encontram-se no mesmo plano.

• 2.ªLei da Reflexão: o módulo do ângulo de incidência é igual ao módulo do ângulo de reflexão.

Multiple Choice

Um feixe laser, muito fino, incide sobre uma superfície plana segundo um ângulo de incidência de 30˚, sendo refletido por essa superfície.

O ângulo formado entre o raio incidente e o raio refletido é de:

• 60˚

• 90˚

• 30˚

• 15˚

Draw

Considere um feixe laser, muito fino, que incide sobre uma superfície plana segundo um ângulo de incidência de 20°, sendo refletido por essa superfície.
Selecione, com um círculo, a única opção que representa corretamente a situação descrita.

Multiple Choice

Relativamente à luz incidente, a luz refletida tem

• menor frequência e menor comprimento de onda.

• igual frequência e menor comprimento de onda.

• menor frequência e menor intensidade.

• igual frequência e menor intensidade.

Refração da luz

​Fenómeno que ocorre quando a luz passa de um meio de propagação para outro meio de propagação distinto alterando, geralmente, a sua direção de propagação.

​

A água, o ar e o vidro são exemplos de meios transparentes à luz visível onde se pode observar a refração da luz.

• A mudança na direção de propagação da onda eletromagnética numa refração deve-se à alteração da velocidade de propagação no novo meio.

• Essa mudança só não se verifica quando a luz incide numa direção perpendicular à superfície de separação pois, nesse caso, todos os pontos da onda no mesmo estado de vibração (fase) mudam de meio em simultâneo.

​O índice de refração (n) é uma grandeza adimensional que corresponde à razão entre a velocidade de propagação da luz no vazio (c) e a velocidade de propagação da luz nesse meio (v).

Índice de refração de um meio para uma onda eletromagnética, n

​

• É maior do que 1 em materiais comuns (vidro, água, plástico), pois c é a velocidade máxima de propagação; depende também da frequência da luz.

• Como a velocidade da luz no ar é aproximadamente igual à do vácuo para qualquer frequência, então n_ar= 1,000.

• Como c é constante, o produto n v é constante: n e v são inversamente proporcionais (quanto maior for o índice de refração menor será a velocidade de propagação da onda).

​

Índices de refração

​

Para uma onda eletromagnética com uma dada frequência, quanto menor o índice de refração do meio, maior será a velocidade de propagação da onda nesse meio e maior o comprimento de onda.

Multiple Choice

Quando um feixe de luz laser incide na superfície de separação ar-glicerina sofre refração. Quando a luz passa para a glicerina (n_glicerina=1,90) passa a ter: a ter:

• maior comprimento de onda e maior velocidade de propagação

• menor comprimento de onda e maior velocidade de propagação

• maior comprimento de onda e menor velocidade de propagação

• menor comprimento de onda e menor velocidade de propagação

​ Se o índice de refração do meio 1 for inferior ao do meio 2, a onda refratada apresenta uma velocidade de propagação e um comprimento de onda inferior ao da onda incidente e aproxima-se da normal.

Se o meio 1 apresentar um índice de refração superior ao do meio 2, a onda refratada apresenta maiores valores de velocidade de propagação e comprimento de onda, comparativamente com a onda incidente, afastando-se da normal.

Multiple Choice

Uma radiação eletromagnética incide na superfície de separação entre dois meios fazendo um ângulo de 25⁰  com a normal a essa superfície. Sabe-se que o meio de incidência tem um índice de refração superior ao meio para o qual a onda é transmitida. 

• O ângulo de refração é igual a 25^o

• A velocidade da luz no segundo meio é menor do que a velocidade da luz no primeiro meio.

• O raio refratado aproxima-se da normal quando se encontra no segundo meio.

• O ângulo de refração é superior a 25^o .

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Leis da Refração da Luz (Leis de Snell-Descartes)

• 1.ª Lei da Refração: o raio incidente, a normal à superfície de separação no ponto de incidência e o raio refratado encontram-se no mesmo plano.

• 2.ªLei da Refração: os índices de refração n₁ e n₂, o ângulo de incidência, α_1, e o ângulo de refração, α₂, relacionam-se por

  n₁ sin α₁ = n₂ sin α₂

Multiple Choice

A Figura representa parte do trajeto de um feixe de luz monocromática que se propaga no ar e que incide numa face de um paralelepípedo de vidro Flint, propagando-se depois no interior do vidro.

Os ângulos de incidência e de refração são, respetivamente, 24,0º e 16,0º.

O índice de refração do vidro Flint é dado pela expressão:

• $$\frac{1,00sen24,0\degree}{sen16,0\degree}$$

• $$\frac{sen16,0\degree}{1,00sen24,0\degree}$$

• $$\frac{1,00sen16,0\degree}{sen24,0\degree}$$

• $$1,00sen16,0\degree\times sen24,0\degree$$

Multiple Choice

Considere um feixe laser, muito fino, que se propaga no ar e que incide numa das faces de um prisma de vidro.
Em qual das figuras seguintes está representada parte de um trajeto possível desse feixe no interior do prisma?

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Escrever o nome de uma radiação do espetro eletromagnético.

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