Quais são os fenômenos que mostram que a luz se propaga na forma de onda?

Mineralogia �ptica.html Índice Show Incidência da luz Leis da Refração da Luz Índice de Refração Índice de Refração Absoluto Índice de Refração Relativo Exercício Resolvido Quais são os principais fenômenos das ondas Cite exemplos? Quais os três fenômenos que podem ocorrer quando a luz se propaga de um meio para o outro? Quais são os fenômenos que podem ocorrer com as ondas sonoras? Quais são os fenômenos da luz?

Para analisarmos o fen�meno de interfer�ncia entre ondas de luz, vejamos o comportamento f�sico de duas ondas de luz distintas, polarizadas em um mesmo plano ou em planos diferentes.

Ondas polarizadas em um mesmo plano

A figura abaixo mostra um trem de ondas de um raio de luz que se propaga segundo a dire��o "OP". Os vetores representados pelas letras "a1", "a2" e "a3" apresentam a mesma dire��o, sentido e mesma amplitude de vibra��o. O mesmo ocorre para os pontos "b1", "b2" e "b3".Diz-se ent�o que os vetores "a" (tamb�m os "b") est�o em fase entre si.

Por outro lado, os vetores a1 e b1, t�m a mesma dire��o, amplitude por�m sentidos opostos de vibra��o, ou simplesmente, est�o fora de fase entre si, como mostra a figura acima. Denomina-se a dist�ncia entre dois pontos dentro de um mesmo trem de onda como diferen�a de trajet�ria ou diferen�a de percurso ou atraso (D) que � expressa em unidades de comprimento de onda (� ou mm ). Ent�o a dist�ncia entre pontos que est�o todos em fase entre si ser� sempre um n�mero inteiro de comprimentos de onda :

 Se admitirmos agora duas ondas de luz vibrando em um mesmo plano, sabe-se que elas n�o permanecem isoladas mas sim, interferem ou combinam-se para produzirem um movimento composto. Esta combina��o, se faz atrav�s da soma vetorial entre as dire��es de vibra��o de cada onda independente (ou ondas prim�rias), ponto a ponto, produzindo uma onda resultante, conforme mostra a figura abaixo onde, por exemplo, a soma dos vetores 1’ e 1" resulta em um vetor nulo, enquanto que a soma vetorial 2’ e 2" resulta no vetor 2.

A onda resultante da interfer�ncia entre duas ondas de luz depende do comprimento de onda, da amplitude e da diferen�a de percurso D entre as ondas prim�rias.

No caso de duas ondas prim�rias de mesmo comprimento de onda (l) , mas com uma diferen�a de percurso nl , teremos:

interfer�ncia construtiva : quando, a onda resultante apresenta uma amplitude (A) maior do que a das ondas prim�rias. Isto ocorrer� quando as ondas em interfer�ncia est�o em fase, ou seja, "n" � um n�mero inteiro.

interfer�ncia destrutiva: ou seja, a onda resultante apresenta uma amplitude (A) menor que do que as duas ondas prim�rias. Isto ocorrer� quando as ondas em interfer�ncia est�o fora de fase, ou seja, "n" � um n�mero fracion�rio.

A refração da luz é um fenômeno óptico que ocorre quando a luz sofre mudança do meio de propagação, ou seja, do meio de incidência para o meio de refração, onde há variação de velocidade da propagação. Lembre-se que a luz é uma forma de onda que se propaga em determinada velocidade e essa velocidade dependerá do meio no qual ela se propaga.

Dessa maneira, considera-se a velocidade da luz no ar, diferente da água, de modo que quando passa de um meio para o outro, seja um copo de vidro com água, ocorre a refração, ou o desvio do feixe de luz.

Nesse processo, ocorrerá a diminuição da velocidade da luz e do comprimento da onda, entretanto a frequência (constante de proporcionalidade) não será alterada. Por isso, quando colocamos um objeto num copo com água, ou quando observamos uma piscina estando fora dela, temos a ilusão de que o objeto está quebrado, no caso do copo, e a piscina possuir menor profundidade.

Incidência da luz

No fenômeno da refração, ocorre a alteração da velocidade de propagação da luz por meio de um desvio da direção original, ou seja, a luz sofre um desvio angular em relação à reta normal, de modo que passa de um meio transparente para outro transparente diferente.

Assim, se a incidência da luz no meio for normal, ou seja, apresenta o ângulo de incidência igual a zero, a luz não sofrerá desvio e, portanto, seu ângulo refratado será nulo. Por outro lado, quando a incidência da luz provoca um desvio oblíquo, o raio luminoso se aproximará mais da reta normal, levando ao desvio na trajetória luminosa, ou seja, o fenômeno da refração.

Veja também: Tudo sobre a luz.

Dioptro

Na física, dioptro corresponde à interface entre dois meios homogêneos e transparentes, e segundo a superfície dióptrica (forma da superfície de separação entre os meios), os dioptros são classificados em: planos, esféricos, cilíndricos, dentre outros.

Leis da Refração da Luz

O fenômeno da refração é regido por duas leis básicas:

1. Primeira Lei da Refração: regida pelo enunciado “O raio incidente, o raio refratado e a normal, no ponto de incidência, estão contidos num mesmo plano”, ou seja, são coplanares. Em outros termos, o plano de incidência e o plano da luz refratada coincidem.
2. Segunda Lei da Refração: A Lei de Snell-Descartes é aquela em que calcula-se o valor do desvio sofrido pela refração da luz. Postula que “Os senos dos ângulos de incidência e refracção são diretamente proporcionais às velocidades da onda nos respectivos meios”, representado pela expressão: na.senθa = nb.senθb.

Índice de Refração

O índice de refração determina a relação existente entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade no meio. Note que quanto maior a frequência da luz, maior será o índice de refração; são classificados em: absoluto e relativo.

Índice de Refração Absoluto

Representado pela letra n, o índice de refração absoluto corresponde a razão entre a velocidade da luz no vácuo (c) e a velocidade da luz no meio considerado (v), na medida que, quanto maior for o índice de refração de um meio, menor será a velocidade de propagação da luz nesse meio. Observe que o índice de refração absoluto sempre tem um valor maior ou igual a 1 (n ≥ 1), sendo calculado pela seguinte expressão:

Donde:

n: índice de refração (adimensional, não há unidade de medida)

c: velocidade da luz no vácuo (c = 3.108 m/s)

v: velocidade da luz no meio (m/s)

Índice de Refração Relativo

O índice de refração relativo calcula o índice de um meio para o outro, expresso pela seguinte fórmula:

Onde,

n: índice de refração (adimensional, não há unidade de medida)

v: velocidade da luz no meio (m/s)

Exercício Resolvido

Calcule o índice de refração do vidro, se a luz que atravessa a placa possui velocidade 2.108m/s. Considere o valor da velocidade da luz no vácuo: 3.108 m/s

Para calcular o índice de refração de determinado meio, utiliza-se a expressão: n = c/v, assim, basta substituir os valores no qual (c) representa a velocidade da luz no vácuo, e (v) a velocidade no meio:

n = 3.108/2.108

n = 1,5

Logo, o índice de refração do vidro é 1,5.

Para saber mais sobre o fenômeno de reflexão: Reflexão da Luz.

Quais são os principais fenômenos das ondas Cite exemplos?

Quais os três fenômenos que podem ocorrer quando a luz se propaga de um meio para o outro?

Quais são os fenômenos que podem ocorrer com as ondas sonoras?

Quais são os fenômenos da luz?