Óptica Geométrica. Espelhos esféricos

29 Setembro 2021, 17:30 • José Manuel Rebordão

Reflexão em espelhos esféricos. Descrição geral do traçado de raios a partir de posições axiais e não axiais: recta que descreve o raio incidente, ponto de incidência, ângulo de incidência, cálculo da recta que descreve o raio reflectido, intersecção com o eixo de simetria do espelho.

Aproximação paraxial: aproximação de esferas por parabolóides. Invariância do ponto de intersecção com o eixo (objectos axiais) nos casos em que a aproximação paraxial seja aplicável.

Noção de imagem (pontual) do objecto pontual inicial. Equação dos planos conjugados. Ampliação transversa e sua expressão em termos das distâncias objecto e imagem. Noção de Potência óptica de um espelho e alusão à unidade “dioptria”. Conceito de ponto focal imagem (F’), um dos pontos cardinais de um sistema óptico.

Convenção de sinais para o raio de curvatura das superfícies (espelhos) e para as distâncias objecto e imagem, e sua relação com a natureza real / virtual do objecto e imagem.

Tabela resumo da posição e características da imagem para várias posições do objecto, para espelhos côncavos e convexos. Referência a módulos do Geogebra muito relevantes para óptica geométrica.

BIBLIOGRAFIA

Hecht, secção 5.4.

Geogebra: https://www.geogebra.org/m/JJkjVRHK 

PRÓXIMA AULA (3ª feira, 4-10-2021)

Refracção plana. Reflexão interna total. Prismas. Refracção por dioptros esféricos

Refracção em superfícies planas

29 Setembro 2021, 13:30 • João Miguel Pinto Coelho

Regras de traçado de raios em espelhos como auxiliares na resolução de exercícios.

Reflexão em cónicas

28 Setembro 2021, 15:00 • José Manuel Rebordão

Reflexão em espelhos descritos por cónicas. Características distintivas dos espelhos parabolóides, elipsoidais e hiperbolóides. Definição de superfícies côncavas / convexas. Pares objecto / imagem e natureza real / virtual nos vários tipos de reflexão em cónicas. Breve referência à sensibilidade dos espelhos baseados em cónicas perante alteração das condições de definição (incidência angular dos raios luminosos e/ou posição de componentes em torno dos focos).

Exemplos: antenas satélite, radio-observatórios, sistema de aquecimento solar, espelhos em telescópios.

Telescópios. Configurações Newtoniana, Gregoriana, Cassegrain, Ritchey-Chrétien. Utilização da configuração de Cassegrain nos telescópios para raios-X (configurações de Wolter).

Espelhos esféricos: breve introdução.

PRÓXIMA AULA

Espelhos esféricos, aproximação paraxial, equação dos planos conjugados, ampliação transversa. Convenção de sinais. Localização da imagem.

BIBLIOGRAFIA

Saleh, capítulo 1

Hecht, Optics, secção 5.4

https://en.wikipedia.org/wiki/Parabolic_reflector

https://en.wikipedia.org/wiki/Cassegrain_reflector

https://en.wikipedia.org/wiki/Gregorian_telescope

https://en.wikipedia.org/wiki/Wolter_telescope

Refracção em superfícies planas

27 Setembro 2021, 11:30 • João Miguel Pinto Coelho

Regras de traçado de raios em espelhos como auxiliares na resolução de exercícios.

Óptica geométrica - reflexão

24 Setembro 2021, 14:30 • José Manuel Rebordão

Princípio de Fermat e dedução das leis da reflexão e da refracção.

Breves referências à forma como estas leis são deduzidas com base nas condições fronteira impostas às equações de Maxwell em torno de superfícies de descontinuidade.

REFLEXÃO

Reflexão em espelhos planos. Objecto e imagem real e/ou virtual.

Breves referências às formas de implementar a reflexão com base em: 1. Modelo de Drude para as propriedade ópticas dos metais, 2. interferência entre múltiplas ondas por estruturas multi-camada, 3. holografia, 4. espelhos de fase conjugada.

Reflexão difusa: conceito, modelo de facetas; componentes difusa, especular e quase-especular (glossy).

PRÓXIMA AULA: reflexão em espelhos descritos por cónicas. Telescópios. Reflexão esférica e aproximação paraxial.

BIBLIOGRAFIA: a mesma