Formas de Polarização e Reflexão da Luz

Formas de polarização a Absorção Polaróide b Birrefringência ou dupla refração Lâmina de onda e lâmina de quarto de onda c Reflexão Brewster Como polarizar a luz Para falar da polarização por reflexão vamos falar um pouco sobre reflexão e refração Reflexão e Refração Quando luz incide numa superfície plana e transparente temse a seguinte situação Considerações A mudança do meio diferentes n faz com que o feixe mude a direção de propagação A orientação dos raios incidente refletido e refratado é medida em relação a normal que é perpendicular à interface O plano que contém os feixes é chamado de plano de incidência a Lei da Reflexão O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão e ambos estão no plano de incidência da luz Os resultados experimentais mostram que a reflexão e a refração obedecem às seguintes Leis b Lei da Refração Lei de Snell O raio incidente e transmitido refratado estão relacionados pela seguinte equação onde n1 e n2 são os índices de refração dos meios 1 e 2 Casos da Lei de Snell n1 n2 Ɵ1 Ɵ2 Luz não sofre desvio n1 n2 Ɵ1 Ɵ2 Luz transmitida se aproxima da normal n1 n2 Ɵ1 Ɵ2 Luz transmitida se afasta da normal Vimos que o índice de refração n é uma função do comprimento de onda ou seja nλ Chamamos isto de dispersão cromática Para materiais ópticos homogêneos um bom modelo para encontrar nλ é através da relação de Cauchy dada por Equação de Cauchy Aplicações espectrofotômetro bom Dispersão cromática em fibras ruím 𝑛 𝜆 𝐴 𝐵 𝜆2 A e B são coeficientes a serem determinados Exemplo O vidro BK7 é um material bastante usado em óptica De acordo com o gráfico abaixo este vidro tem um índice de refração de 1600 em 220 nm bem como 1510 em 830 nm Considerando tais parâmetros determine o desvio sofrido pela luz ângulo de refração quando luz com comprimento de onda de 500 nm incide no BK7 com um ângulo de 30º Considere a seguinte situação Determinação de ƟC 1 Luz refratada se afasta da normal e existe uma reflexão parcial internamente 2 Ângulo crítico Luz refratada se encontra tangente a interface de separação entre os meios 3 Quando Ɵ ƟC Reflexão interna total RIT toda a luz é refletida Aplicação da RIT Fibra óptica Fibra óptica Consiste em uma material transparente para a radiação incidente sólido região chamada de núcleo que é protegida por uma casca que tem índice de refração menor que o núcleo Funciona como um guia de onda óptico Para que a luz seja inteiramente acoplada no núcleo da fibra existe um valor máximo de Ɵ1 no qual a luz ficará confinada na fibra Acima deste valor a luz não acopla no núcleo Este ângulo chamado de ângulo de aceitação Ɵmax ou ƟA é determinado pela abertura numérica AN da fibra ou seja a AN determina o Ɵmax da fibra Aplicação da RIT Fibra óptica A AN determina a potência de acoplamento da luz na fibra bem como a quantidade de modos de propagação A abertura numérica é um número adimensional dado por 𝑨𝑵 𝒏𝟎𝒔𝒆𝒏𝜽𝒎𝒂𝒙 Podemos relacionar a abertura numérica de uma fibra com os índices de refração do núcleo e da casca Para isso utilizase a Lei de Snell Aplicação da RIT Fibra óptica Quanto maior a diferença entre os índices de refração maior será a abertura numérica 𝑨𝑵 𝒏𝟎𝒔𝒆𝒏𝜽𝒎𝒂𝒙 Exemplo Uma fibra óptica possui um núcleo com 50 um de diâmetro e índice de refração de 15 A casca tem diâmetro de 125 um e índice de refração de 148 Determine o ângulo crítico entre o núcleo e a casca a abertura numérica e o ângulo máximo de captação desta fibra