O documento discute os principais conceitos de óptica geométrica, incluindo reflexão da luz, refração da luz, reflexão total da luz e suas aplicações. As leis da reflexão e refração são explicadas, assim como os conceitos de índice de refração, velocidade da luz, ângulo crítico e fibras óticas.

1.  Reflexão
da luz
 Refração
da luz
 Reflexão
total da
luz
LUZ

2. Reflexão da luz
A reflexão é o fenómeno que ocorre quando a luz, ao incidir num
obstáculo, é reenviada para trás.
De acordo com a natureza da superfície onde a luz incide, a
reflexão pode ser:
Regular Irregular
2Daniela Pinto

3. Reflexão da luz num espelho plano
Quando um raio luminoso incide num
espelho plano, com uma determinada
inclinação, reflete-se numa única
direção.
O raio luminoso que incide no espelho
designa-se por raio incidente.
3Daniela Pinto

4. Raio incidente (R) - raio luminoso
que incide no espelho
Raio refletido (R’) - raio
luminoso que se reflete
Ângulo incidente – ângulo que o
raio incidente faz com a normal.
Ângulo refletido – ângulo
que o raio refletido faz com a
normal.
Normal – perpendicular
ao espelho no ponto de
incidência
4Daniela Pinto

5. LEIS DA REFLEXÃO DA LUZ
θi = θr
1ª lei – o raio incidente, o raio refletido e a normal ao espelho no
ponto de incidência estão no mesmo plano.
2ª lei – o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão
5Daniela Pinto

6. EXEMPLOS DAS LEIS DA REFLEXÃO DA LUZ
A amplitude dos ângulos de incidência e de reflexão é a
mesma.
6Daniela Pinto

7. Em meios transparentes pode ocorrer a transmissão da luz.
REFRAÇÃO DA LUZ
77Daniela Pinto

8. REFRAÇÃO DA LUZ
 A refração é um fenómeno
ótico.
 Ocorre quando a luz atravessa a
superfície de separação de dois
meios óticos diferentes.
Os raios luminosos ao passarem de um meio ótico para outro meio
diferente, mudam de direção.
8Daniela Pinto

9. Algumas situações do dia-a-dia que se explicam pela
refração da luz
• As canetas parecem partidas quando as vemos mergulhadas num
líquido.
• A piscina parece menos profunda do que é na realidade.
9Daniela Pinto

10. 10Daniela Pinto

11. 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
11Daniela Pinto

12. A luz propaga-se com velocidades diferentes nos diferentes
meios.
O desvio será maior
quanto maior for a variação
sofrida na sua velocidade
de propagação.
Daniela Pinto
12
VELOCIDADE DA LUZ

13. ÍNDICE DE REFRAÇÃO, N
c : velocidade da luz no vazio, 3 x 108 m/s
v : velocidade da luz no meio.
n : índice de refração do meio. 𝑛 =
𝑐
𝑣
𝑛 𝑎𝑟 ≅ 1𝑛 𝑣á𝑐𝑢𝑜 = 1
13Daniela Pinto
Número ( adimensional) que representa quantas vezes num meio,
a velocidade da luz é menor que no vácuo

14. ÍNDICE DE REFRAÇÃO RELATIVO
𝑛2,1 =
𝑣1
𝑣2
Índice de refração do meio 2 relativamente ao meio 1.
𝑛2,1 =
𝑛2
𝑛1
Quanto mais denso oticamente um meio, menor a velocidade da luz.
𝑛2
𝑛1
=
𝑣1
𝑣2
como
𝑛2
𝑛1
=
𝜆1 𝑥 𝑓
𝜆2 𝑥 𝑓
então
𝑛2
𝑛1
=
𝜆1
𝜆2
14Daniela Pinto

15. Maior velocidade
da luz no ar
Meio oticamente
menos denso
Meio menos refringente
(menor índice relativo)
REFRINGÊNCIA
15Daniela Pinto
Menor velocidade
da luz no vidro
Meio oticamente
mais denso
Meio mais refringente
(maior índice relativo)

16. LEI DE SNELL- DESCARTES
1ª O raio incidente, o raio refratado e
a normal ao espelho no ponto de
incidência estão no mesmo plano
(plano de incidência).
2ª O ângulo de incidência, q1, e o
ângulo de refração, q2, relacionam-se
pela expressão:
n1 sin q1 = n2 sin q2
16Daniela Pinto

17. DO AR PARA O VIDRO Quando um raio luminoso passa:
Se a luz passa de um meio de maior velocidade para um meio de
menor velocidade, o raio refratado APROXIMA-SE da normal.
ar
vidro
normal
raio refratado
ângulo de incidência > ângulo de refração
17Daniela Pinto

18. ar
vidro
normal
DO VIDRO PARA O AR
Se a luz passa de um meio de menor velocidade para um meio de
maior velocidade, o raio refratado AFASTA-SE da normal.
ângulo de incidência < ângulo de refração
18Daniela Pinto

19. Os raios luminosos mudam de
direção afastando-se da normal.
RESUMINDO…
Daniela Pinto
Os raios luminosos mudam de
direção aproximando-se da normal.
19

20. Incide PERPENDICULARMENTE à superfície de
separação de dois meios óticos diferentes.
E A LUZ NÃO É DESVIADA QUANDO…
20Daniela Pinto

21. REFLEXÃO TOTAL DA LUZ
Já vimos que a luz quando
a passa do vidro para o
ar, por exemplo, sofre
refração.
Se o ângulo de incidência
for inferior a 42⁰ (no caso
do vidro), ocorre, ao
mesmo tempo, a reflexão
e a refração da Luz.
ar
vidro
Daniela Pinto 21

22. REFLEXÃO TOTAL DA LUZ
Se o ângulo de incidência for igual a 42⁰, a amplitude do
ângulo de refração é de 90⁰.
ar
vidro
raio refratado
42º
22Daniela Pinto

23. REFLEXÃO TOTAL DA LUZ
Se o ângulo de incidência for superior ao ângulo critico (a 42⁰, no
caso do vidro) ocorre, apenas, a REFLEXÃO TOTAL da LUZ.
ar
vidro Reflexão total
>42º
23Daniela Pinto

24. Existe um valor máximo de amplitude do ângulo de incidência,
para além do qual não ocorre refração da luz. Esse valor depende
dos materiais.
Ângulo crítico
ângulo de incidência a partir do qual deixa de haver
refração e passa a ocorrer reflexão total da luz.
ANGULO CRITICO
24Daniela Pinto

25. ANGULO CRITICO
25
Determinação do ângulo limite:
𝑛1 sin 𝜃1 = 𝑛2 sin 𝜃2
𝑛1 sin 𝜃 𝐿 = 𝑛2 sin 90°
𝑛1 sin 𝜃 𝐿 = 𝑛2
sin 𝜃 𝐿 =
𝑛2
𝑛1
25Daniela Pinto
Não esquecer que 𝑛2 < 𝑛1!

26. O fenómeno de reflexão total da luz ocorre quando a luz passa
de um meio ótico 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 refração igual a
90⁰. Nota que o ângulo limite é diferente consoante os meios
óticos em causa.
RESUMO
26Daniela Pinto

27. FIBRAS ÓTICAS
As fibras óticas 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.
27Daniela Pinto

28. FIBRAS ÓTICAS
Caraterísticas principais:
Núcleo de elevada transparência;
𝒏 𝒏ú𝒄𝒍𝒆𝒐 > 𝒏 𝒓𝒆𝒗𝒆𝒔𝒕𝒊𝒎𝒆𝒏𝒕𝒐
28Daniela Pinto