Sumários

Lentes delgadas

13 Março 2019, 16:00 • José Manuel Rebordão

LENTES DELGADAS

Equação dos planos conjugados e ampliação; potência óptica de uma lente no ar; noção de lente “delgada” e reservas relativamente à sua utilização; precauções a ter no que diz respeito à medida das distâncias objecto e imagem; diversas formas de lentes simples e sua relação como sinal da potência óptica; tipo, características e localização da imagem em função da posição do objecto.

Aprofundamento das noções de objecto ou imagem reais ou virtuais; forma de geração de objectos virtuais, na perspectiva de um dado sistema.

Traçado de raios especiais para localização da imagem com lentes simples; breve menção aos pontos nodais (muitas vezes, incorrectamente, referido centro óptico de uma lente).

Simuladores:

PRÓXIMA AULA

Ampliação longitudinal. Concatenação de sistemas ópticos. Pontos cardinais.

BIBLIOGRAFIA
  • Saleh, Fundamentals of Photonics, secções 1.2-C
  • Hecht, Optics, secção 5.2.3 (lentes delgadas)
  • Formulário: secções de Prismas e Óptica Geométrica

Elementos de óptica geométrica: reflexão e refracção

12 Março 2019, 17:30 • João Miguel Pinto Coelho

Elementos de óptica geométrica: reflexão e refracção. Leis da reflexão e refracção. Espelhos esféricos: regras de sinais e formação de imagem. Noção de potência óptica. Exercícios 7, 8, 10, e 11. Para fazer em casa: 9, 12 e 13.

REFLEXÃO E REFRACÇÃO

11 Março 2019, 15:00 • José Manuel Rebordão

REFLEXÃO

Localização da imagem no caso de espelhos esféricos. Módulos GEOGEBRA: Spherical Mirror Multiray.


ÍNDICE DE REFRACÇÃO

-1 na relação entre grandezas físicas: fenómenos que ocorram na direcção à situação convencionada como positiva, desfasamento de p entre as grandezas relacionáveis através de uma constante; casos da relação entre D e E, e entre B e H. Brevíssima referência aos quatro quadrantes do espaço de materiais (e,m), e menção aos materiais que se convencionou terem índices de refracção negativos ou metamateriais.


REFRACÇÃO

Condições para ocorrência de reflexão interna total (RIT). Exemplos. Lâmina de faces paralelas, e seus efeitos na localização longitudinal e transversal das imagens.

Prismas: ângulo de deflexão, e fórmula simplificada para pequenos ângulos; dispersão; espectrómetros. Módulos GEOGEBRA: Prism Dispersion e Reflection and Refraction.

Caracterização e funções dos prismas em função do seu efeito na orientação interna da imagem (em relação ao objecto). Exemplos de separação em três canais (R,G,B) através de uma sequência de prismas e do jogo da RIT.

Refracção em superfícies esféricas: noção de dioptro; referência ao processo de traçado de raios; equação dos planos conjugados e fórmula da ampliação transversa; noção de Potência óptica, a dioptria; distância focal objecto e distância focal imagem.


PRÓXIMA AULA

Lentes. Aplicações.


BIBLIOGRAFIA

Simuladores GEOGEBRA: https://www.geogebra.org/m/dGdEMuUW - pode haver problemas com alguns browsers. Com o Internet Explorer, funciona...

Saleh, Fundamentals of Photonics, secções 1.2-B, C

Hecht, Optics, secção 5.5 (prismas)

TELESCÓPIOS. REFLEXÃO

7 Março 2019, 16:00 • José Manuel Rebordão

SUPERFÍCIES

Definição operacional de superfícies côncavas e convexas.

Raio de curvatura e curvatura locais.

Convenção de sinais para o raio de curvatura.

 

TELESCÓPIOS

Exemplos de telescópios: o VLT (ESO).

Importância da dimensão da pupila (diâmetro do espelho primário), tanto do ponto de vista de colecção de luz, como (breve referência) da resolução angular, por efeitos de difracção.

 

REFLEXÃO EM ESPELHOS ESFÉRICOS

Traçado de raios em espelhos esféricos; restrição à região paraxial, em que a posição da imagem não depende da inclinação dos raios luminosos;

equação dos planos conjugados;

distância focal (imagem);

ampliação transversa.

Convenção de sinais para espelhos.

 

PRÓXIMA AULA

Refracção. RIT. Lâminas de faces paralelas. Prismas. Refracção em dioptros.

 

BIBLIOGRAFIA

Saleh, Fundamentals of Photonics, secção 1.2-A (reflexão)

Hecht, Optics – secções 5.4 (reflexão) +  5.7.7 (telescópios).

Reflexão. Espelhos

28 Fevereiro 2019, 16:00 • José Manuel Rebordão

IMPLEMENTAÇÃO DA FUNÇÃO REFLEXÃO

Reflexão metálica, variação espectral da reflectividade de alguns metais, breve referência ao modelo de Drude.

Reflexão por difracção em camadas múltiplas: interferências destrutivas, construção de filtros espectrais, aplicações em sensores de fibra óptica e lasers de cavidade vertical;

Reflexão através de elementos ópticos holográficos: como se constrói um holograma e como se gera a onda reconstruída; aplicação em headup displays;

Reflexão por espelhos de fase conjugada: breve referência à analogia holográfica, num modelo de mistura de 4 ondas.


ESPELHOS DESCRITOS POR CÓNICAS

Espelhos paraboloidais (continuação): aplicações; espelhos constituídos por segmentos independentes;

Espelhos elipsoidais e hiperboloidais: revisão da definição destas superfícies; natureza real / virtual do objecto e da imagem, consoante tais espelhos sejam usados com aspecto côncavo ou convexo; aplicações das cavidades de secção elíptica em lasers.

Telescópios: arquitecturas Newtoniana, Gregoriana, de Cassegrain e de Ritchey-Chrétien.


PRÓXIMA AULA

Espelhos esféricos, aproximação paraxial, equação dos planos conjugados, ampliação transversa.


BIBLIOGRAFIA

Hecht, Optics, Cap. 5 (espelhos e telescópios)

Saleh, Fundamental of Photonics (aspectos relativos à implementação física da reflexão, dispersos por vários capítulos…)