1. Fenómenos ondulatórios
Reflexão
Refracção
DA LUZ
Absorção
Difracção

2. E se as ondas encontram um
obstáculo ?
O que acontece à sua energia ?
E se mudam de meio físico ?

3. REFLEXÃO DA LUZ

4. Reflexão regular ou especular
Ocorre em superfícies polidas

5. Reflexão difusa
Ocorre em superfícies rugosas. A luz espalha-se em
várias direcções.

6. 1ª Lei da Reflexão - Durante qualquer reflexão, o raio
incidente, a recta normal e o raio reflectido devem sempre
estar contidos no mesmo plano.
2ª Lei da Reflexão - O ângulo de incidência ( i ) tem sempre a
mesma amplitude que o ângulo de reflexão ( r )
http://micro.magnet.fsu.edu/primer/java/reflection/reflectionangles/index.html

7. A velocidade da onda luminosa depende da
densidade do meio.
Quanto maior a densidade de um meio, menor
a velocidade de propagação da onda nesse
meio.

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. Refracção da Luz
Desvio angular do raio refractado
Normal Normal
i i
r ∆ r ∆
∆ = r − iˆ
ˆ ∆ = iˆ − r
ˆ

11. Leis da Refracção
1ª 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.

12. λA f A = vA
λB f B = vB
λA vA
f A = f B => =
λB v B
vA
Índice de Refracção – grau de refracção
= nBA
vB

13. Lei de Snell-Descartes
sen i sen i vA
= nBA <=> =
sen r sen r vB

14. Índices de Refracção
Substância Índice
Vácuo 1,0
Ar 1,00029
Água 1,33
Vidro 1,52
Diamante 2,417
Safira 1,77
Sal 1,54
http://www.phy.ntnu.edu.tw/ntnujava/index.php?topic=49

15. Ângulo Limite ou ângulo crítico
É o ângulo de incidência ao qual corresponde um ângulo
de refracção de 90º. Verifica-se quando a luz passa de
um meio mais denso para um meio menos denso.
nB
senθc =
nA

16. Aplicação da reflexão total
Fibra Óptica

18. Fibras ópticas
1ª Geração
2ª Geração
3ª Geração
Zona central com
diâmetro de 10 μm

19. Aplicações
 Telecomunicações (em substituição de cabos
coaxiais de cobre)
 Medicina

20. Vantagens da fibra óptica
(comparativamente com cabos eléctricos)
•Distorção dos impulsos luminosos reduzida (não são
afectadas pela electricidade estática)
•Permite transmitir maior quantidade de informação
•Menos perdas de energia (é necessário amplificar menos
vezes)
•Mais finas e leves – ocupam menos espaço
•Permite transmissões de dados em grandes distâncias
Mas…
• Exige equipamento de transmissão e recepção
substancialmente diferente do equipamento usado com
cabos de cobre (foto-díodos e lasers);

21. 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.

22. 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

23. 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

24. Picture 4
Difracção 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

25.  A luz infravermelha, usada nos comandos
remotos, difracta pouco, sendo por isso, a
sua propagação rectilínea.

26. 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.

27. 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

28. Largura de Banda
Bandas de Utilização
Largura de Banda
Frequências
ELF – 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 e
LF – ondas de FREQUÊNCIA BAIXA. 30 kHz – 300 kHz militares
MF – ondas de FREQUÊNCIA MÉDIA
HF – 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 por
UHF – 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 GPS
EHF – ondas de FREQUÊNCIA EXTRA ALTAS 30 GHz – 300 GHz Estações espaciais