Fenómeno óptico que ocorre quando a radiação que incide sobre uma superfície é reenviada para...
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Unidade DoisComunicações
2.2 Comunicações a longas distânicas
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PROPRIEDADES DAS ONDAS
- Reflexão- Refracção- Absorção- DifracçãoAs ondas podem ainda sofrer interferência
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PROPRIEDADES DAS ONDAS
REFLEXÃOFenómeno óptico que ocorre quando a radiação que incide sobre uma superfície é reenviada para o mesmo meio de onde provinha.
Meio 2Meio 1
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PROPRIEDADES DAS ONDAS
REFLEXÃO REGULAR E DIFUSÃO
Reflexão regular
Reflexão irregular ou
difusão
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PROPRIEDADES DAS ONDAS
Ponto de incidência
Raio reflectido (r)Normal (n)
i rÂngulo de reflexão
Raio incidente (i)
Ângulo de incidência
1ª Lei da Reflexão: O raio incidente (i) numa superfície, a normal à superfície no ponto de incidência (n) e o raio reflectido (r) estão no mesmo plano
Leis da Reflexão
![Page 6: Fenómeno óptico que ocorre quando a radiação que incide sobre uma superfície é reenviada para o mesmo meio de onde provinha. Meio 2 Meio 1.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070508/5706386f1a28abb823906c1f/html5/thumbnails/6.jpg)
PROPRIEDADES DAS ONDAS
Leis da Reflexão
Ponto de incidência
Raio reflectido (r)Normal (n)
i r Ângulo de reflexão
Superfície de separação de
dois meios
Raio incidente (i)
2ª Lei da Reflexão: O ângulo de incidência (i) e o ângulo de reflexão (r) são iguais.
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PROPRIEDADES DAS ONDAS
REFRACÇÃOFenómeno óptico que ocorre quando uma onda, que se propaga num determinado meio, é transmitida para outro meio onde se propaga com velocidade diferente. Ao atingir a superfície de separação entre dois meios, a energia da onda incidente distribui-se pela onda refractada e pela onda reflectida.
meio óptico 1
meio óptico 2
Onda incidenteOnda reflectida
Onda refractada
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PROPRIEDADES DAS ONDAS
Leis da Refracção
1ª Lei da Refracção – O raio refractado, o raio incidente e a normal encontram-se no mesmo plano.
Ponto de incidência
Raio reflectidoNormal
i r Ângulo de reflexão
Superfície de separação de
dois meios
Raio refractador ’
Ângulo de refracção
Ângulo de incidência
Raio incidente
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1ª Lei da Refracção – O raio refractado, o raio incidente e a normal encontram-se no mesmo plano.
PROPRIEDADES DAS ONDAS
Leis da Refracção
Raio incidenteRaio reflectido
Raio refractado
Normal
meio óptico 1meio óptico 2
i
r
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Raio incidenteRaio reflectido
Raio refractado
Normal
i
r
O ângulo de incidência (i) e o ângulo de refracção (r) relacionam-se através de
sin i n2
sin r n1=
n1 – índice de refracção do meio 1n2 – índice de refracção do meio 2Índice de refracção de um meio:
n = cv
c – velocidade da luz no vaziov – velocidade da luz no meio óptico
meio óptico 1meio óptico 2
2ª LEI DA REFRACÇÃOLEI DE SNELL – DESCARTES PARA A REFRACÇÃO
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2ª Lei – A refracção da luz ocorre quase sempre com mudança de direcção
de propagação:
• se a luz passa de um meio de menor velocidade para um meio de
maior velocidade, o ângulo de refracção é maior do que o ângulo de
incidência: v1 < v2 r > i
• se a luz passa de um meio de maior velocidade para um meio de
menor velocidade, o ângulo de refracção é menor do que o ângulo
de incidência: v1 > v2 r < iSe a luz incide perpendicularmente à superfície de separação, a refracção
ocorre sem mudança de direcção.
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Figura 1: Retirado de http://geocities.yahoo.com.br/galileon/1/ang_lim/anglimite.htm .
Analisemos o que acontece quando a luz passa do vidro para o ar:
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Analisemos o que acontece quando a luz passa do vidro para o ar:
O ângulo de incidência é menor que 42º. Ocorre, simultaneamente, refracção da luz e reflexão da luz. Raio reflectido
vidro
ar
Raio refractado
Raio incidente
i
Raio reflectido
Raio reflectido
vidro
ar
Raio incidente
i
O ângulo de incidência é igual a 42º. Ocorre apenas refracção e o ângulo de refracção é de 90º
O ângulo de incidência ao qual corresponde um ângulo de refracção de 90º chama-se ângulo limite. Para o vidro esse valor é de 42º.
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Raio reflectido
vidro
ar
Raio incidente
i
Raio reflectido
O ângulo de incidência é maior que 42º. Apenas ocorre o fenómeno de reflexão. Chama-se reflexão total da luz.
Em conclusão:
- O fenómeno de reflexão total da luz ocorre quando a luz passa de um meio óptico onde se propaga a menor velocidade para outro onde se propaga com maior velocidade (ou quando a luz passa de um meio opticamente mais denso para outro menos denso), com um ângulo de incidência superior ao ângulo limite.
- Ao ângulo limite corresponde a um ângulo de refracção igual a 90º. Note-se que o ângulo limite é diferente consoante os meios ópticos em causa.
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Fibras ópticas
Quais as suas aplicações ?
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Medicina Exploratória
Observação e terapia, as fibras encontram-se geralmente ligadas a um circuito de vídeo que permite a visualização dos órgãos em análise.
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ComunicaçõesTransmissão de sinais de vídeo, telefónicos e dados de computador.
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Indústria automóvel
Usadas para a iluminação dos painéis. Com a introdução dos sistemas de controle do motor, pilotados por micro-computador de bordo as fibras ópticas ganharam um novo e mais importante papel na indústria automobilística
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Fibras ópticas
Constituição
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PROPRIEDADES DAS ONDAS
DIFRACCÃOFenómeno óptico que ocorre quando uma onda passa por uma fenda ou por um obstáculo de dimensão semelhante ou inferior ao seu comprimento de onda, dispersando-se numa série de ondas concêntricas.
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PROPRIEDADES DAS ONDAS
DIFRACCÃO
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PROPRIEDADES DAS ONDAS
<< d d >> d
V V V V V V
Não ocorre difracção
Ocorre difracção
Ocorre difracção
acentuada
d
DIFRACÇÃO
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Larguras de banda: de ELF a UHF- Embora qualquer onda rádio possa transportar um sinal áudio, usam-se gamas distintas de frequências da onda portadora (diferentes larguras de banda) consoante as suas propriedades e o fim a que se destinam. - As possibilidades das ondas electromagnéticas poderem sofrer difracção, refracção ou de ser reflectidas ou absorvidas quando encontram obstáculos, determinam essa selecção.- A existência de nuvens e o aquecimento das várias camadas da atmosfera podem fazer desviar a direcção de propagação do sinal. A altitudes muito elevadas, entre 100 km e 500 km da superfície terrestre, pode haver absorção da radiação. A ionosfera – camada da atmosfera a essas altitudes – sofre acção intensa da radiação solar que provoca a ionização das moléculas dos gases que a compõem.
![Page 24: Fenómeno óptico que ocorre quando a radiação que incide sobre uma superfície é reenviada para o mesmo meio de onde provinha. Meio 2 Meio 1.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070508/5706386f1a28abb823906c1f/html5/thumbnails/24.jpg)
LARGURAS DE BANDA
![Page 25: Fenómeno óptico que ocorre quando a radiação que incide sobre uma superfície é reenviada para o mesmo meio de onde provinha. Meio 2 Meio 1.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070508/5706386f1a28abb823906c1f/html5/thumbnails/25.jpg)
ELF – Ondas de frequência extra-baixa são as únicas capazes de penetrar em profundidade no mar. São, por isso, usadas na comunicação com submarinos.
LARGURAS DE BANDA
![Page 26: Fenómeno óptico que ocorre quando a radiação que incide sobre uma superfície é reenviada para o mesmo meio de onde provinha. Meio 2 Meio 1.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070508/5706386f1a28abb823906c1f/html5/thumbnails/26.jpg)
LF, MF e HF – As ondas rádio de baixas frequências (ondas longas, médias e curtas), menos energéticas, deslocam-se mais facilmente e a maiores distâncias, uma vez que são as que melhor se difractam na atmosfera, contornando facilmente obstáculos e acompanhando a curvatura da Terra. Para além disso, as ondas curtas sofrem múltiplas reflexões na ionosfera e na superfície terrestre.
LARGURAS DE BANDA
![Page 27: Fenómeno óptico que ocorre quando a radiação que incide sobre uma superfície é reenviada para o mesmo meio de onde provinha. Meio 2 Meio 1.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070508/5706386f1a28abb823906c1f/html5/thumbnails/27.jpg)
VHF – As ondas muitas curtas (logo frequência elevada) têm um alcance muito pequeno, emitidas geralmente em FM, que se propagam em linha recta. São usados nas transmissões de sons com alta – qualidade e imagens de tv.
LARGURAS DE BANDA
![Page 28: Fenómeno óptico que ocorre quando a radiação que incide sobre uma superfície é reenviada para o mesmo meio de onde provinha. Meio 2 Meio 1.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022070508/5706386f1a28abb823906c1f/html5/thumbnails/28.jpg)
UHF e microondas – As microondas são muito importantes porque passam através da ionosfera, fazendo a ligação aos satélites. Têm, pois, interesse para a comunicação com veículos espaciais, bem como para a radioastronomia, porque a atmosfera terrestre é transparente a este tipo de radiação. As ligações telefónicas intercontinentais são realizadas por microondas. Isso só é possível porque são pouco absorvidas ou reflectidas na atmosfera, praticamente não se difractam, propagando-se em linha recta.
LARGURAS DE BANDA