Gabarito da lista de exercícios da DP de Física 2

Óptica (Parte 2): Imagens

Imagem

Uma imagem é uma reprodução de um objeto através da luz.

A imagem formada por raios luminosos é chamada de imagem real e uma imagem formada pelo prolongamento dos raios para trás é chamada de imagem virtual.

Espelhos

O espelho é uma superfície que reflete um raio luminoso em uma direção definida sem espalha-lo ou absorve-lo. Uma superfície metálica polida pode ser considerada como um espelho, uma parede não.

Tipos:

-Planos

-Esféricos (Côncavo e Convexo)

Espelhos Planos

As distâncias dos objetos (p) são consideradas positivas por convenção e das imagens reais também (i) e as imagens virtuais são consideradas negativas. 

Para o espelho plano:

Espelhos Esféricos

Os espelhos esféricos são usados para inúmeras aplicações que consiste em amplificar o tamanho das imagens ou aumentar o campo de visão.

Espelho Convexo

É um espelho esférico que produz uma imagem virtual que é menor que objeto, mas aumenta o campo de visão do usuário.

Espelho Côncavo

É um espelho esférico que produz uma imagem virtual antes do foco e uma imagem real invertida depois do foco que é maior que objeto, mas diminui o campo de visão do usuário.

Formação de Imagens em Espelhos Esféricos

Distância Focal

É a distância do ponto onde se concentra os raios refletidos pelo espelho.

Ampliação Lateral

É a relação entre a distância do objeto e imagem.

Referências

[1] TIPLER, Paul A.: Física Para Cientistas e Engenheiros – Volume 2: Eletricidade e Magnetismo e Ótica. Rio de Janeiro: LTC, 2006. 

[2] HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J.. Fundamentos de Física – Volume 4 – Física Moderna. Rio de Janeiro: LTC, 2006.

Aula de Laboratório

Lista de exercícios EMEC5c

Aula 11: Reflexão Total e Polarização da Luz

Reflexão Total

Uma onda que incide em uma interface com um meio cujo índice de refração é menor que o do meio no qual está se propagando experimenta um reflexão interna total se o ângulo de incidência é maior que um ângulo crítico dado por:

Polarização da Luz

Quando se faz a luz passar por um filtro polarizador apenas a componente do campo elétrico paralela à direção de polarização do filtro é transmitida. A componente perpendicular é absorvida. A intensidade da luz polarizada  I [W/m²] é a metade da intensidade original I0 [W/m²].

Quando a luz que incide no filtro já polarizada, a intensidade da luz transmitida depende do ângulo q entre a direção de polarização da luz incidente e a direção de polarização  do filtro.

I = I0.cos²q  [W/m²]

Polarização por Reflexão  

Uma onda refletida é totalmente polarizada, com o vetor E perpendicular ao plano de incidência é igual ao ângulo de Brewster dado por:

Referências

[1] TIPLER, Paul A.: Física Para Cientistas e Engenheiros – Volume 2: Eletricidade e Magnetismo e Ótica. Rio de Janeiro: LTC, 2006.

[2] HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J.. Fundamentos de Física – Volume 4 – Física Moderna. Rio de Janeiro: LTC, 2006.

Aula 10: 26/04/2015

Óptica (Parte 1): Luz  

A luz é uma onda eletromagnética, cujo comprimento de onda  é visível ao olho humano.

Velocidade da luz

A luz  se propaga no vácuo com a mesma velocidade que outras ondas eletromagnéticas.

c = 299792458 [m/s]

Ou

c ~ 300000000 [m/s]

Propagação

A luz pode se propaga em qualquer meio, mas sua velocidade quando muda de meio pode mudar. Sua velocidade de onda é dada pela equação:

v=λf [m/s]

Reflexão e Refração da luz

A velocidade da luz em um meio transparente (ar, água, vidro) é menor do que a luz se propagando pelo vácuo. Um meio transparente é caracterizado por um índice de refração n.

n=c/v

Índice de Refração de alguns materiais:

Quando a luz se propaga de um meio ao outro, parte da luz é refletida (reflexão) e outra parte entre no meio (refração).

Quando ocorre a reflexão o ângulo incidente q1 em relação a normal da superfície é igual ao ângulo refletido q’1   em relação à normal. Quando ocorre a refração, a luz entra em outro meio (com maior índice de refração) e é refratado, onde seu ângulo é menor que o ângulo incidente q1  tende a se aproximar a normal q2.   

 Lei de Sneel

Relaciona os ângulos de incidência q1 e refração q2 ,quando a luz se propaga de um meio material com índice refração n1 para outro índice refração n2. Descrito por:

n1.senθ1=n2.senθ2

Referências

[1] TIPLER, Paul A.: Física Para Cientistas e Engenheiros – Volume 2: Eletricidade e Magnetismo e Ótica. Rio de Janeiro: LTC, 2006.

[2] HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J.. Fundamentos de Física – Volume 4 – Física Moderna. Rio de Janeiro: LTC, 2006.

Aula 8: Ondas II (Parte 2) 21/03/2016

Interferência

A interferência de duas ondas sonoras de um mesmo comprimento de onda que passam pelo mesmo ponto depende da diferença de fase f entre ondas nesse ponto. Se as ondas estiverem se propagando na mesma direção no encontro de um ponto em comum, a diferença de fase será:

A interferência entre ondas sonoras pode ser construtiva ou destrutiva.

A interferência construtiva acontece quando f é múltiplo inteiro de 2π

ϕ=m(2π),  para m= 0, 1, 2,…

A interferência destrutiva acontece quando f é múltiplo inteiro de π

ϕ=(2m+1)π,  para m= 0, 1, 2,…

Intensidade Sonora

A intensidade Sonora I de uma onda em uma superfície é dado por:

Intensidade Sonora de uma Fonte Pontual

Nível Sonoro em Decibéis

É definido por:

β = (10dB).log I/I0  [dB]

Onde I0 = 10-12 W/m², é um nível de intensidade de referência com o qual todas as intensidades são comparadas. Para cada fator de 10 na intensidade, 10 dB são somados 1 dB no nível sonoro.

Referências
[1] TIPLER, Paul A.: Física Para Cientistas e Engenheiros – Volume 2: Eletricidade e Magnetismo e Ótica. Rio de Janeiro: LTC, 2006.

[2] HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J.. Fundamentos de Física – Volume 3 – Eletromagnetismo. Rio de Janeiro: LTC, 2006.