Fenómenos ondulatóriosReflexãoRefracção             DA LUZAbsorçãoDifracção
E se as ondas encontram umobstáculo ?O que acontece à sua energia ?E se mudam de meio físico ?
REFLEXÃO DA LUZ
Reflexão regular ou especular   Ocorre em superfícies polidas
Reflexão difusaOcorre em superfícies rugosas. A luz espalha-se em                várias direcções.
1ª Lei da Reflexão - Durante qualquer reflexão, o raioincidente, a recta normal e o raio reflectido devem sempreestar cont...
A velocidade da onda luminosa depende dadensidade do meio.Quanto maior a densidade de um meio, menora velocidade de propag...
REFRACÇÃO   A refracção é o fenómeno    ondulatório que ocorre quando    uma onda muda de meio.   O fenómeno da refracçã...
Refracção da LuzDesvio angular do raio refractado        Normal            Normal         i                i             r...
Leis da Refracção1ª Lei : A recta normal e o raio refractado deverão     estar contidos sempre no mesmo plano.  2ª Lei : E...
λA f A = vA                                          λB f B = vB                                                λA vA     ...
Lei de Snell-Descartessen   i               sen      i  vA          = nBA <=>             =sen   r               sen      ...
Índices de Refracção   Substância                          Índice     Vácuo                                1,0       Ar   ...
Ângulo Limite ou ângulo críticoÉ o ângulo de incidência ao qual corresponde um ângulode refracção de 90º. Verifica-se quan...
Aplicação da reflexão total            Fibra Óptica
Fibras ópticas                            1ª Geração                            2ª Geração                            3ª G...
Aplicações   Telecomunicações (em substituição de cabos    coaxiais de cobre)   Medicina
Vantagens da fibra óptica(comparativamente com cabos eléctricos)•Distorção dos impulsos luminosos reduzida (não sãoafectad...
Reflexão, refracção e absorção   Parte da energia de uma onda incidente na    superfície de separação de dois meios é    ...
Difracção de ondas   As ondas podem contornar obstáculos ou    orifícios se as dimensões destes forem da    mesma ordem d...
Difracção de ondas   As ondas sonoras audíveis têm comprimentos de onda    de 2 a 2000 cm, por isso, difractam-se com rel...
Picture 4Difracção de ondas   Quem vive em vales de regiões    montanhosas tem dificuldade em    receber transmissões tel...
   A luz infravermelha, usada nos comandos    remotos, difracta pouco, sendo por isso, a    sua propagação rectilínea.
Ondas rádio   As ondas de rádio são as que têm mais baixas    frequências do espectro; têm os maiores    comprimentos de ...
Microondas   São usadas nas comunicações    (ligação a satélites)   Quase não se difractam, propagam-    se em linha rec...
Largura de Banda                                                             Bandas de            Utilização              ...
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Fenómenos ondulatórios

  1. 1. Fenómenos ondulatóriosReflexãoRefracção DA LUZAbsorçãoDifracção
  2. 2. E se as ondas encontram umobstáculo ?O que acontece à sua energia ?E se mudam de meio físico ?
  3. 3. REFLEXÃO DA LUZ
  4. 4. Reflexão regular ou especular Ocorre em superfícies polidas
  5. 5. Reflexão difusaOcorre em superfícies rugosas. A luz espalha-se em várias direcções.
  6. 6. 1ª Lei da Reflexão - Durante qualquer reflexão, o raioincidente, a recta normal e o raio reflectido devem sempreestar contidos no mesmo plano.2ª Lei da Reflexão - O ângulo de incidência ( i ) tem sempre amesma amplitude que o ângulo de reflexão ( r ) http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/reflection/reflectionangles/index.html
  7. 7. A velocidade da onda luminosa depende dadensidade do meio.Quanto maior a densidade de um meio, menora velocidade de propagação da onda nessemeio.
  8. 8. REFRACÇÃO A refracção é o fenómeno ondulatório que ocorre quando uma onda muda de meio. O fenómeno da refracção está sempre associado a uma reflexão. Na refracção a frequência da onda permanece constante. A velocidade de propagação e o c.d.o. variam proporcionalmente. http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=49
  9. 9. Refracção da LuzDesvio angular do raio refractado Normal Normal i i r ∆ r ∆ ∆ = r − iˆ ˆ ∆ = iˆ − r ˆ
  10. 10. Leis da Refracção1ª Lei : A recta normal e o raio refractado deverão estar contidos sempre no mesmo plano. 2ª Lei : Existe uma relação entre os ângulos de incidência e de refracção de um raio de luz. Esta relação é representada pela Lei de Snell-Descartes.
  11. 11. λA f A = vA λB f B = vB λA vA f A = f B => = λB v B vAÍndice de Refracção – grau de refracção = nBA vB
  12. 12. Lei de Snell-Descartessen i sen i vA = nBA <=> =sen r sen r vB
  13. 13. Índices de Refracção Substância Índice Vácuo 1,0 Ar 1,00029 Água 1,33 Vidro 1,52 Diamante 2,417 Safira 1,77 Sal 1,54http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=49
  14. 14. Ângulo Limite ou ângulo críticoÉ o ângulo de incidência ao qual corresponde um ângulode refracção de 90º. Verifica-se quando a luz passa deum meio mais denso para um meio menos denso. nB senθc = nA
  15. 15. Aplicação da reflexão total Fibra Óptica
  16. 16. Fibras ópticas 1ª Geração 2ª Geração 3ª Geração Zona central com diâmetro de 10 μm
  17. 17. Aplicações Telecomunicações (em substituição de cabos coaxiais de cobre) Medicina
  18. 18. Vantagens da fibra óptica(comparativamente com cabos eléctricos)•Distorção dos impulsos luminosos reduzida (não sãoafectadas pela electricidade estática)•Permite transmitir maior quantidade de informação•Menos perdas de energia (é necessário amplificar menosvezes)•Mais finas e leves – ocupam menos espaço•Permite transmissões de dados em grandes distânciasMas…• Exige equipamento de transmissão e recepçãosubstancialmente diferente do equipamento usado comcabos de cobre (foto-díodos e lasers);
  19. 19. Reflexão, refracção e absorção Parte da energia de uma onda incidente na superfície de separação de dois meios é reflectida, parte transmitida e parte é absorvida. A repartição da energia reflectida, transmitida e absorvida depende da frequência da onda incidente, da inclinação do feixe e das propriedades dos materiais.
  20. 20. Difracção de ondas As ondas podem contornar obstáculos ou orifícios se as dimensões destes forem da mesma ordem de grandeza do comprimento de onda.http://www.acoustics.salford.ac.uk/feschools/waves/diffract3.htm
  21. 21. Difracção de ondas As ondas sonoras audíveis têm comprimentos de onda de 2 a 2000 cm, por isso, difractam-se com relativa facilidade, contornando esquinas, muros, etc. As ondas electromagnéticas com grandes comprimentos de onda (ondas rádio) também se difractam facilmente. A luz vísivel tem comprimentos de onda na ordem de 10-7 m. A luz só se difracta quando encontra obstáculos desse tamanho.http://www.acoustics.salford.ac.uk/feschools/waves/diffract.htm#diffraction
  22. 22. Picture 4Difracção de ondas Quem vive em vales de regiões montanhosas tem dificuldade em receber transmissões televisivas (VHF) e radiodifundidas (FM) – ondas electromagnéticas de elevada frequência e pequeno comprimento de onda Captam em melhores condições transmissões através de ondas rádio médias e longas (com maior comprimento de onda)http://www.acoustics.salford.ac.uk/feschools/waves/diffract2.htm#radiotv
  23. 23.  A luz infravermelha, usada nos comandos remotos, difracta pouco, sendo por isso, a sua propagação rectilínea.
  24. 24. Ondas rádio As ondas de rádio são as que têm mais baixas frequências do espectro; têm os maiores comprimentos de onda. Sofrem reflexão e contornam obstáculos por difracção. São pouco absorvidas no ar e podem ser reflectidas na estratosfera. A RDP Internacional emite em onda curta (2500 Hz a 25000 Hz) para várias regiões do mundo.
  25. 25. Microondas São usadas nas comunicações (ligação a satélites) Quase não se difractam, propagam- se em linha recta. São pouco absorvidas ou reflectidas pela atmosfera Como a quantidade de informação a transmitir é muito grande é necessária uma elevada largura de banda ⇒ onda portadora de elevada frequência
  26. 26. Largura de Banda Bandas de Utilização Largura de Banda FrequênciasELF – ondas de FREQUÊNCIA EXTRA BAIXA – as únicas com possibilidade de propagação a grande 30 Hz – 3 kHz Ligações a submarinos profundidade.VLF - ondas de FREQUÊNCIA MUITO BAIXA 3 kHz – 30 kHz Comunicação de longo alcance; navegação eLF – ondas de FREQUÊNCIA BAIXA. 30 kHz – 300 kHz militaresMF – ondas de FREQUÊNCIA MÉDIAHF – ondas de FREQUÊNCIA ALTA – ondas de grande 300 kHz – 3MHz c.d.o., baixas energias, deslocam-se a grandes Rádios nacionais distâncias. 3 MHz – 30 MHz Rádios internacionais;VHF – ondas de FREQUÊNCIA MUITO ALTA – Alcance Estações de rádio em pequeno, emitidas geralmente em FM, propagam-se 30 MHz – 300 MHz FM, quase em linha recta. Rádios amadores, TV TV, Tráfego aéreo porUHF – ondas de FREQUÊNCIA ULTRA ALTA 300 MHz – 3 GHz radar, telemóveis MICROONDAS Controlo aéreo por MO -SHF – ondas de FREQUÊNCIA SUPER ALTAS 3 GHz – 30 GHz radar; Satélites de comunicação e GPSEHF – ondas de FREQUÊNCIA EXTRA ALTAS 30 GHz – 300 GHz Estações espaciais

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