Este documento fornece um resumo sobre refração da luz e lentes esféricas. Ele explica conceitos como índice de refração, leis da refração, aumento linear transversal, dispersão da luz, e propriedades e aplicações de lentes convergentes e divergentes.

1. Coordenação de Química
Física
Prof.ª Lúcia
REFRAÇÃO DA LUZ
E
LENTES ESFÉRICAS
Maceió, 02/12/2013.

2. REFRAÇÃO DA LUZ
INTRODUÇÃO
A física é uma ciência que estuda os fenômenos da natureza e seus aspectos. Tais
aspectos e fenômenos estão inseridos em nosso cotidiano, seja na realização de um
movimento ou até mesmo na realização de um trabalho.
A refração da luz também é um fenômeno físico que podemos observar no nosso
dia-a-dia, como a aparente profundidade de uma piscina e até mesmo o arco-íris.

3. REFRAÇÃO DA LUZ
A LUZ
A luz é uma onda eletromagnética, uma sensação visual e pode ser classificada em dois
tipos:
Monocromática
Policromática
Uma luz é denominada
monocramática quando é
constituída de ondas
eletromagnéticas de uma
única frequência, ou seja, de
uma única cor.
Exemplo: laser
Uma luz é denominada
policromática quando é
constituída de ondas
eletromagnéticas de várias
frequências distintas, ou seja,
várias cores.
Exemplo: a luz branca do
Sol.

4. REFRAÇÃO DA LUZ
FREQUÊNCIA
É uma grandeza física ondulatória que indica o número de ocorrências de um evento (ciclos,
voltas, oscilações) em um determinado intervalo de tempo.
PERÍODO
É o tempo necessário para que um movimento realizado por um corpo volte a se repetir.
T = período
f = frequência
1 = tempo necessário para se completar uma oscilação/ciclo

5. REFRAÇÃO DA LUZ
COMPRIMENTO DE ONDA
A distância percorrida pela luz durante 1 período chama-se comprimento de onda da
V= λ. f
luz (λ).
Fórmula:
Onde:
v = velocidade da onda;
λ = comprimento de onda de uma onda eletromagnética;
f= frequência.

6. REFRAÇÃO DA LUZ
DEFINIÇÃO E PROPRIEDADES
A refração da luz é o fenômeno que consiste na passagem da luz de um meio para outro.
Durante essa passagem destacam-se as seguintes propriedades:
•
•
•
•
A velocidade de propagação da luz se altera;
A frequência não se altera na refração;
O comprimento da onda se altera proporcionalmente à velocidade;
A alteração da velocidade de propagação provoca um desvio da luz.

7. REFRAÇÃO DA LUZ
REFRIGÊNCIA E DIOPTRO
A definição de refringência e Dioptro é fundamental no estuda da refração da luz:
• Dizemos que um meio é mais refringente que o outro quando a luz se propaga através
dele com velocidade menor do que no outro;
• Dioptro é um sistema constituído por dois meios transparentes de diferentes
refringências que fazem entre si uma fronteira regular.

8. REFRAÇÃO DA LUZ
ÍNDICE DE REFRAÇÃO
O Índice de refração absoluto é uma relação entre a velocidade da luz em um determinado
meio e a velocidade da luz no vácuo.
A relação é expressada pela seguinte fórmula:
Onde :
n= é o índice de refração;
c= é a velocidade da luz no vácuo;
v= é a velocidade da luz em determinado meio.
Se o meio considerado for o próprio vácuo, teremos v=c e n=c/c= 1. Assim, o índice de
refração absoluto do vácuo é igual a 1. Se o meio considerado for material temos sempre
v<c e, consequentemente, o índice de refração é sempre maior que 1.

9. REFRAÇÃO DA LUZ
Questões 1:
A luz amarela se propaga em um determinado vidro com velocidade de 200.000 km/s.
Sendo 300.000 km/s a velocidade da luz no vácuo, determine o índice de refração
absoluto do vidro para a luz amarela:
a) n = 1,1
b) n = 1,2
c) n = 1,3
d) n = 1,4
e) n = 1,5

10. REFRAÇÃO DA LUZ
AS LEIS DA REFRAÇÃO
O fenômeno da refração é regido por duas leis:
• A primeira lei diz que o raio incidente, o raio refratado e a reta normal traçada pelo
ponto de incidência estão contidos no mesmo plano.
• A segunda lei, conhecida como Lei de Snell, diz que a razão entre o seno do ângulo
de incidência e o seno do ângulo de refração é constante para cada dioptro e para
cada luz monocramática.

11. REFRAÇÃO DA LUZ
A segunda lei da refração é expressa por:
No entanto, sabemos que:
Além de que:
Ao juntarmos estas informações, chegamos a uma forma completa da Lei de
Snell:

12. REFRAÇÃO DA LUZ
ANÁLISE DO DESVIO DO RAIO INCIDENTE
Da Lei de Snell pode-se extrair a seguinte igualdade
Alguns exemplos
monocromática.
da
aplicação
dessa
expressão
considerando
a
luz

16. REFRAÇÃO DA LUZ
REFRAÇÃO E REFLEXÃO
Geralmente se omite a reflexão da luz nas ilustrações referentes à análise
da refração, porém, a refração nunca ocorre sozinha, pois pelo menos uma
parcela da luz incidente na fronteira de um dioptro sofre reflexão.

17. REFRAÇÃO DA LUZ
AUMENTO LINEAR TRANSVERSAL
É possível também definir o aumento linear transversal para as lentes esféricas.
Essa grandeza é adimensional e é dada pela relação entre imagem (i) , ordenada
do objeto (o).

18. AUMENTO LINEAR TRANSVERSAL

19. REFRAÇÃO DA LUZ
Aumento Linear Transversal
É possível também expressar o aumento linear transversal através da abscissa
focal (f) e da abscissa do objeto (p).

20. REFRAÇÃO DA LUZ
REFRAÇÃO EM DIOPTRO PLANO
Imagine a seguinte situação: um objeto situado em um dos meios do dioptro e
um observador situado em outro meio, observando o objeto. Observador sempre
“vê o objeto” em uma posição diferente da real. Ele vê uma imagem conjugada
pelo dioptro.

21. REFRAÇÃO DA LUZ
DISPERSÃO DA LUZ
Dispersão de uma luz policromática é a sua decomposição nas diversas luzes
monocromáticas que a constituem
Na dispersão da luz, a luz monocromática de maior frequência sempre sofre maior desvio.

22. REFRAÇÃO DA LUZ
PRISMA ÓPTICO
Em óptica, um prisma é um elemento óptico transparente com superfícies
retas e polidas que refratam a luz. Os ângulos exatos entre as superfícies
dependem da aplicação.
Refração de um Raio de Luz Monocromática num Prisma
δ = θ1 + θ’1 – A
Ou seja: ângulo de incidência – ângulo de emergência – ângulo de
abertura

23. LENTES ESFÉRICAS
Definição e Propriedades
As lentes esféricas é uma associação de dois dioptros: um necessariamente esférico e outro
plano ou esférico. São corpos transparentes, fabricados geralmente em vidro, acrílico ou
cristal e ao serem atravessadas pela luz fazem com que ela sofra duas refrações.
Tipos de Lentes Esféricas

24. LENTES ESFÉRICAS
Lente convergente
São as lentes que fazem com que todos os raios de luz paralelos cheguem a um único
ponto do espaço. Esse ponto de encontro dos raios paralelos é dito ponto focal ou foco da
lente esférica.

25. LENTES ESFÉRICAS
Lente divergente
São lentes que fazem com que os raios de luz paralelos sejam espalhados, ou seja, têm
por objetivo fazer com que os raios luminosos divirjam. Nas lentes divergentes o foco é
dito virtual, de forma que sua distância focal é negativa.

26. LENTES ESFÉRICAS
Centro óptico
O centro óptico de uma lente esférica é o ponto do eixo principal por onde
passa um raio luminoso que não sofre desvio angular.
A representação usada para as lentes é:
Para lentes convergentes:
Para lentes divergentes:

27. LENTES ESFÉRICAS
Raios Luminosos Particulares

28. LENTES ESFÉRICAS
Raios Luminosos Particulares

29. LENTES ESFÉRICAS
Raios Luminosos Particulares

30. LENTES ESFÉRICAS
REFERENCIAL GAUSSIANO

31. LENTES ESFÉRICAS
FUNÇÃO DOS PONTOS CONJUGADOS (EQUAÇÃO DE GAUSS)

32. LENTES ESFÉRICAS
Questão 2
Uma lente esférica produz uma imagem real de um objeto situado a 30 cm da lente.
Sabendo que o objeto se encontra a 50 cm de sua imagem, calcule a distância focal
da lente.

33. LENTES ESFÉRICAS
GRAU DE UMA LENTE
Uma lente será tanto mais forte quanto maior for o seu poder de alterar a trajetória
da luz.
Existe uma grandeza física capaz de quantificar a capacidade de que as lentes tem
de desviar os raios luminosos (vergência).
A vergência (V) é definida como o inverso da abscissa focal.

34. GRAU DE UMA LENTE

35. LENTES ESFÉRICAS
APLICAÇÕES

36. Grupo: Carlos Arroxelas; Cláudio José; Fabrine Claudino; Joyce Euclides; Karolyne Ataíde;
Marília Reis; Meiryelle Pires.