Aula 05 - Natureza_da_luz pptx

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A natureza da luz
Cesar Henrique Cícero
 
Ondas
Equação de ondas
https://www.desmos.com/calculator/gsxxc4p9eu
Ondas
Solução da Equação de onda
Em uma onda, w e k podem ser quaisquer, 
contando que w/k seja igual à velocidade, ou seja, 
existem infinitas soluções para uma onda.
Fisicamente o que vai caracterizar uma onda será 
a frequência determinada pela fonte que produz a 
onda.
Onda
Comprimento de onda (𝛌)
Uma onda também possui frequência e período exatamente 
igual à um MHS:
Já o Comprimento de onda seria a distância em metros 
entre dois picos ou dois vales de uma onda
Ondas
Velocidade (v)
v é a velocidade da onda, que seria a velocidade que 
qualquer um dos pontos da onda se movem para a 
direita (na imagem v está representado por c)
Ondas
Tipos de Ondas (propagação)
● Transversal: matéria oscila na direção perpendicular 
à direção da velocidade da onda
● Longitudinal: Matéria oscila na direção paralela à 
velocidade da onda 
Ondas
Reflexão de uma onda
Em uma reflexão com 
barreira rígida a onda tem 
sua velocidade invertida e 
a fase é deslocada 𝛑
Em uma reflexão com 
barreira ‘mole’ a onda tem 
sua velocidade invertida e 
a fase permanece igual
Ondas
Interferência entre duas ondas
Ondas
Interferência entre duas ondas
Interferência construtiva ocorre quando duas ondas 
estão com a mesma fase no mesmo ponto do espaço;
Interferência destrutiva ocorre quando duas ondas 
estão com fases opostas (𝜹1 = 𝜹2+𝝅)
Luz
Luz é uma onda eletromagnética
Luz
Porque só observamos uma pequena parte do 
espectro?
Nossos olhos evoluíram para ver somente as 
cores que o sol mais produz
Luz - História
Grécia (século 5 a.C.) : Empédocles, que postulou que 
tudo era composto de quatro elementos (terra, fogo, 
água e ar). Ele acreditava que o olho humano havia 
sido feito por Afrodite e que essa deusa da beleza e do 
amor havia acendido o fogo dentro desse órgão. 
Portanto, era essa luz emitida pelos olhos que permitia 
a visão. Critica: porque não podíamos ver objetos no 
escuro?
Luz - História
Arábia (século 10 d.C.) : Ibn Al-Haytham, astrônomo, 
criticou esse pensamento pois seria impossível ao abrir 
nossos olhos, o fogo interno preencher toda a 
imensidão do espaço instantaneamente. Então era a 
luz que era emitida de objetos e que afetam nossos 
olhos. Para ele a luz era composta por partículas que 
sempre seguiam em linha reta
Luz - História
Luz: Onda ou partícula (seculo 17)
Huygens vs. Newton
Luz - História
Luz: Onda ou partícula (século 17)
Huygens vs. Newton
Ondas conhecidas não se 
propagavam sem material
Luz conseguia se propagar no 
vácuo
resultados estimados e cálculos 
complicados
funcionava para prever 
resultados da caixa escura
ondas variam sua velocidade 
quando mudam de meios
tinha uma velocidade que parecia 
não mudar de meio para meios
Não tinham comprovação 
experimental
Não tinham comprovação 
experimental
Luz - História
Luz é uma onda: comprovação experimental (século 19)
Experimento de Young
Luz é uma onda!
Mistério resolvido?
Luz
Luz - História
Luz é uma partícula: comprovação experimental (seculo 20)
Efeito foto-elétrico
Planck Einstein
Luz é uma partícula!?
Luz - História
Luz é uma onda ou uma partícula????
Luz é uma partonda ou uma ondícula
Ela se comporta das duas maneira dependendo 
de como você analisa ela
Luz como partícula
Reflexão 
Existem dois tipos de reflexão, a reflexão especular ou 
regular e a reflexão difusa. a reflexão especular ocorre 
em espelhos ou superfícies polidas, já a difusa ocorre 
em outros materiais. Na reflexão especulas cada feixe 
de luz não interfere com outros, sendo possível 
observar a imagem que gerou o feixe
Luz como partícula
Reflexão 
É devido à reflexão que que é possível ver objetos que 
não emitem luz própria
Por exemplo, a tinta verde absorve todos os outros 
tipos de cores só refletindo o vermelho
Luz como partícula
Refração
Índice de refração negativo
Luz como partícula
Refração
A reflexão ocorre quando a luz passa de um meio para 
outro onde esse novo meio muda a sua velocidade. Para 
definir a velocidade da luz em um meio, usamos o índice 
de refração (n) e o tanto que a luz é refratada segue a lei 
de Snell
 
Luz como partícula
Refração (reflexão interna total)
Ocorre quando a luz tem um ângulo de entrada maior 
que um ângulo crítico. Onde esse ângulo crítico é 
definido como o ângulo que faça o ângulo de saída da 
luz ser 90° 
Dispersão
Índice de refração diferente para cada 
comprimento de onda (cor)
Luz
Como os arco-íris são formados?
http://www.youtube.com/watch?v=mR8pr_puCjc
https://docs.google.com/file/d/0B0mNwDoEFs9Pd2NmS1BYaDJCREU/preview
Nossos olhos possuem 3 tipos de receptores 
para cor: Vermelho(Red) Verde (Green) Azul 
(Blue) (Sistema RGB). A mistura dessas 
cores forma as outras cores:
Vermelho + Verde = Amarelo (Yellow)
Verde + Azul = Ciano (Cyan) (Sistema CMY)
Azul + Vermelho = Magenta (Magenta)
http://www.youtube.com/watch?v=ZeJCqcn0Z5g
Os cones são as células responsáveis por vermos 
as cores, só existem 3 tipos de cones: cones 
sensíveis ao vermelho, ao verde e ao azul; Quem 
é daltônico só possui 2 tipos de cones
Polarização
Luz como uma onda
Cinema 3D
Luz como uma onda
Holografia
Luz como uma onda
Cristalografia
Luz como uma onda
Filmes finos
Luz como uma onda
Cores sem pigmento
Luz como uma onda
Fluorescência 
Luz como uma onda
Interferômetro 
Luz como uma onda