Conceitos de óptica ondulatória

27 Fevereiro 2019, 17:00 • João Miguel Pinto Coelho

Velocidade da luz, frequência e comprimento de onda no âmbito do espectro electromagnético.Índices de refracção e sua relação com os meios e com os parâmetros das ondas electromagnéticas.

Óptica Geométrica

27 Fevereiro 2019, 16:00 • José Manuel Rebordão

ÓPTICA GEOMÉTRICA

Índice de refracção e conceito de dispersão.

Princípio de Fermat como princípio variacional, que permite calcular trajectórias que minimizem um dado funcional; aplicação em meios de índice de refracção variável (fibras ópticas de gradiente de índice).

Princípio de Huygens: conceito de envolvente de família de curvas ou de superfícies; exemplos; relevância do modelo de Huygens para a sua extensão por Fresnel à propagação de ondas (no paradigma ondulatório).

Reflexão e refracção: breve referência ao ponto de partida para a construção das duas leis no paradigma electromagnético. Leis da reflexão e da refracção; dedução com base no princípio de Fermat.

Espelhos: espelho plano e construção da imagem num espelho plano; imagem virtual; espelhos parabólicos e sua aplicações na focagem de feixes provenientes de objectos no infinito.

PRÓXIMA AULA

Outros espelhos cónicos; tipos de telescópios reflectores; (Espelhos esféricos).

BIBLIOGRAFIA

Saleh, Fundamentals of Photonics (2ª ed, 2007), Cap. 1, secções 1.1 e 1.2

Hyperphysics:

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/phyopt/Fermat.html#c2

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/phyopt/Fermat.html#c3

Conceitos de óptica ondulatória

26 Fevereiro 2019, 17:30 • João Miguel Pinto Coelho

Velocidade da luz, frequência e comprimento de onda no âmbito do espectro electromagnético.Índices de refracção e sua relação com os meios e com os parâmetros das ondas electromagnéticas.

Intridução à Óptica Geométrica

25 Fevereiro 2019, 15:00 • José Manuel Rebordão

PARADIGMA ELECTROMAGNÉTICO E ONDULATÓRIO

Equações de Maxwell: breve referência às leis de Faraday, Ampère e de Gauss (eléctrica e magnética), significado gráfico do rotacional e da divergência; breve referência à inexistência de monopólios magnéticos. Referência ao contexto em que surge a equação de ondas, e ao significado da constante que afecta a derivada temporal, e que insere a luz no mundo dos fenómenos electromagnéticos, através da velocidade de propagação num meio material.

ÓPTICA GEOMÉTRICA

Conceitos de base: raios luminosos e frentes de onda geométrica; objectos pontuais e objectos extensos, constituídos por objectos pontuais independentes; transformação de feixes em feixes por sistemas ópticos gerais; noção de conjugação entre planos; noção de objecto / imagem reais ou virtuais; feixes ideais e feixes reais, com as inevitáveis aberrações; breve referência à aproximação paraxial em óptica geométrica.

Postulados da óptica geométrica: raios luminosos, índice de refracção, noção de percurso óptico, que mede o tempo de propagação ao longo de um raio luminoso, e sua aplicação em meios de índice de refracção variável; introdução ao princípio de Fermat (a continuar na próxima aula).

BIBLIOGRAFIA

Hecht, Optics, Cap. 4, secções 4.3 e 4.4 (nesta aula, apenas pequenos elementos destas secções)

Geração de luz. Paradigmas da luz

21 Fevereiro 2019, 16:00 • José Manuel Rebordão

A - GERAÇÃO DE LUZ

Luminescência e tipos de luminescência. Fluorescência a um ou a vários fotões. Transições radiativas e não radiativas. Algumas palavras sobre fonões. Exemplo da microscopia de fluorescência multi-fotónica. Breve referência à diferença entre fluorescência e fosforescência.

B – PARADIGMAS DA LUZ

Apresentação geral dos principais componentes: Visualização das equações de Maxwell, equações constitutivas, relação P(E); onde se encontram as propriedades da matéria. Vector de Poynting e sua relevância da determinação dos fluxos de energia por ondas electromagnéticas; irradiância e suas unidades (W/m2).

PRÓXIMA AULA: paradigma ondulatório e início da Óptica Geométrica.

BIBLIOGRAFIA

Saleh, Fundamentals of Photonics (2nd ed. 2007), secção 13.5

Para quem quiser perceber melhor os fonões (associados a transições não radiactivas) ver, por exemplo:

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

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