TEMA 7: ÒPTICA:Propagació de la llum

Transcripción

1 TEM 7: ÒPTIC:Propagació de la llum Veiem els objectes perquè reflecteixe ua part de la llum que els arriba. Zoa il lumiada Llum Llum reflectida Focus de llum Ombra E u medi homogei, la llum es propaga e líia recta. Peombra Medis trasparets Medis opacs Medis traslúcids

2 La reflexió de la llum Qua u raig de llum arriba a la superfície de separació etre dos medis, té lloc ua reflexió. Raig icidet Normal Raig reflectit REFLEXIÓ ESPECULR i r REFLEXIÓ DIFUS Lleis de la Reflexió 1.-El raig icidet, el reflectit i la ormal esta e u mateix pla 2.-Els agles d'icidècia i reflectit só iguals i = r

3 La refracció de la llum Qua la llum passa d u medi a l altre, la seva velocitat cavia i la direcció del raig també varia. El feome s aomea refracció. La moeda que hi ha al fos del bol buit o es veu. ra aboca-hi aigua, i observaràs com la moeda és visible.

4 Idex de Refracció = c v 1 c, velocitat de la llum e el buit v, velocitaa de la llum e el medi aigua =1.33; vidre =1.5; diamat =2.4 Homogeis i isòtrops =cte Buit Lets òptiques Cristalls cúbics

5 Ejemplo 1. La luz viaja de aire ( = 1) a vidrio, dode su velocidad se reduce a sólo 2 x 10 8 m/s. Cuál es el ídice de refracció del vidrio? aire vidrio v aire = c v G = 2 x 10 8 m/s c = = v 8 3 x 10 m/s 8 2 x 10 m/s Para vidrio: = 1.50 Si el medio fuese agua: W = Etoces debe demostrar que la velocidad e el agua se reduciría de c a 2.26 x 10 8 m/s.

6 Lleis de la refracció de la llum l l passar d u medi al al al al altre la la velocitat i i la la direcció del raig cavia. També cavia la la logitud d oa i i queda ialterada la la freqüècia. 1.-El raig icidet, el raig refractat i la ormal esta e el mateix pla. ire θ i θ r N giua refracció 2.-L agle d icidèciacia i el de refracció esta relacioats. 1 seθ i = 2 seθ r Llei de Sell

7 Refracció distorsioa la visió ire ire gua gua El El ojo, creyedo que la la luz viaja e líea l recta, ve los objetos más m s cerca de la la superficie debido a refracció. Tales distorsioes so comues.

8 Las muchas formas de la ley de Sell: El El ídice de refracció, la la velocidad y la la logitud de oda afecta a la la refracció. E geeral: Ley de se θ1 v1 2 1 = = = Sell: se θ2 v2 1 2 λ λ Todas las razoes so iguales. Pero es útil resaltar que sólo el el subídice de tiee u orde diferete e la la razó.

9 Ejemplo 2: U haz láser e u cuarto oscuro golpea la superficie del agua a u águlo de La velocidad e el agua es 2.26 x 10 8 m/s. Cuál es el águlo de refracció? 30 0 H 2 O θ θ W ire El águlo icidete es: θ = = 60 0 se θ se θ W = v v W 8 vw se θ (2 10 m/s) se 60 se θw = = 8 v 3 10 m/s θ W =

10 Ejemplo 3. La luz viaja a través de u bloque de vidrio y luego sale uevamete al aire. Ecuetre el águlo de salida co la iformació dada. ire 50 0 Vidrio θ V θ V =1.5 θ ire De la geometría, ote que el águlo θ V es igual para la siguiete iterfaz. Primero ecuetre θ V detro del vidrio: se θ V se θ = = se θ V θ V = plique a cada iterfaz: siθ = G siθg = siθ θ s s = 50 0 V se θ = Igual que el águlo de etrada! V (1.0) se

11 Ejemplo 4: U láser helio-eó emite u haz de 632 m de logitud de oda e aire ( = 1). Cuál es la logitud de oda detro de u bloque de vidrio ( G = 1.5)? ire Vidrio θ G = 1.5; λ = 632 m λ G λ ; G λ = 2 λ 1 = = λ θ G λ 2 G 1 G θ θ G =1.5 ire (1.0)(632 m) λ G = = m λ2 = 421 m

12 La dispersió de la llum Normal La dispersió de la llum cosisteix e la separació de cadascua de les radiacios que la forme per efecte de la refracció. Llum blaca Prisma de quars o de vidre Vermell Groc Blau

13 Reflexió total Cuado la luz pasa e u águlo de u medio de mayor ídice a uo de meor ídice, el rayo saliete se refracta alejádose de la ormal. ire luz θ c 90 0 Águlo limite i = r gua Cuado el águlo llega a cierto máximo, m se reflejará totalmete. El El águlo límite l θ c es el el águlo límite l de icidecia e u medio más m s deso que resulta e u águlo de refracció igual a 90 0.

14 Ejemplo 5. Ecuetre el águlo de icidecia crítico de agua a aire. Para águlo crítico, θ = 90 0 = 1.0; W = 1.33 W se θ = C Águlo crítico: θ c = se θ se 90 se θc = = W (1)(1) 1.33 Águlo crítico ire θ c gua 90 0 E geeral, para medios dode 1 > 2 se tiee que: se θ C = 1 2

15 Resume Medio c = 3 x 10 8 m/s v Ídice de refracció c = v El El ídice de refracció, la la velocidad y la la logitud de oda afecta la la refracció. E geeral: Ley de se θ1 v1 2 1 = = = Sell: se θ2 v2 1 2 λ λ

16 Resume (Cot.) Águlo crítico 2 El El águlo crítico θ c es el el 90 0 águlo de icidecia límite l e u medio más m s deso θ c que resulta e u águlo 1 de refracció igual a > 2 E geeral, para medios dode 1 > 2 se tiee que: se θ C = 1 2