Óptica e Ondas Eletromagnéticas
Carga Horária
72 horas
Atendimento
Terças feiras de manhã
Ementa
Óptica geométrica, dispositivos ópticos e formação de imagens. Óptica Física, natureza da luz e fenômenos luminosos. Ondas eletromagnéticas e espectro eletromagnético. Espectroscopia.
Bibliografia Básica
- CHAVES, Alaor. Física Básica (Volume 3: Eletromagnetismo), 1a ed. LTC, 2007.
- NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de Física Básica (Volume 4: Óptica, Relatividade e Física Quântica), 4a ed. Edgar Blucher, 2002.
- HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos de Física IV: Óptica e Física Moderna. Rio de Janeiro: LTC, 2009.
- SEARS, Francis; YOUNG, Hugh D.; FREEDMAN, Roger A.; ZEMANSKY, Mark W. Física 4 – Óptica e Física Moderna. 12a ed. Addison Wesley, 2009.
- BAUER, W.;WESTFALL, G.D.; DIAS, H. Física para Universitários: Óptica e Física Moderna. McGraw-Hill, 2013.
Bibliografia Complementar
- TIPLER, A.P.; MOSCA, G. Física. (Volume 2: Eletricidade, Magnetismo e Óptica) 6.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009.
- LUIZ. A.D. Física 4: Ótica e Física Moderna, teoria e problemas resolvidos. 1a edição: Livraria da Física, 2009.
- NEWTON, Isaac. Óptica. SP: Edusp, 2002.
- TILLY JUNIOR, João Gilberto. Física radiológica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2010.
- FREJLICH, Jaime. Óptica: Física e Energia. Editora Oficina de Textos, 2011.
Materiais de Apoio
Nota: houve alteração da imagem do problema 1.6
Nota2: adicionei a imagem do problema 1.21
Nota3: O conjunto de problemas exigido contempla apenas os números ímpares. Para fazer todos os outros exercícios, incluíndo os complementares ver nas soluções capítulo 37, página 1042.
Nota4: O solução 5 das soluções 1.4. está correta.
Provas
1ª Prova - 14 de Setembro
2ª Prova - 09 de Novembro
3ª Prova/Exame - data a determinar em Dezembro
Diários de aula
1º Encontro 01/08
Introdução à óptica. Breve recorte histórico da evolução dos conceitos da óptica. Introdução à óptica geométrica. A reflexão. Exercícios.
Nota1: no slide 14 aparentemente Demócrito viveu 90 anos em vez de 100.
Nota2: no slide 31 a direção do raio refletido está no plano perpendicular à superfície reflexiva (superfície lisa) em vez de "é perpendicular".
2º Encontro 03/08
A determinação da velocidade da luz. A propagação da luz em diferentes meios. A refração da luz. Exercícios.
3º Encontro 08/08
A refração em um prisma. O princípio de Huygens: a luz como onda. A dispersão de luz policromática.
4º Encontro 10/08
A reflexão interna total e suas aplicações. Exercícios.
5º Encontro 15/08
A formação de imagens em espelhos planos e esféricos. Os espelhos côncavos e convexos.
Nota: No slide 13 foi modificado de theta para tg theta
6º Encontro 17/08
Recapitulação da formação de imagens em espelhos. Resolução de exercícios.
7º Encontro 22/08
A formação de imagens por refração. Superfícies refratárias planas e esféricas. Imagens formadas por lentes delgadas. Exercícios.
8º Encontro 24/08
Imagens formadas por uma combinação de lentes. Aberração esférica e cromática. A câmera fotográfica. Exercícios.
9º Encontro 29/08
Resolução da folha de exercícios 1.2.
10º Encontro 31/08
O número-f da câmara fotográfica. O olho humano e sua evolução. A lente de aumento simples. O microscópio.
11º Encontro 05/09
O telescópio. Resolução de exercícios.
12º Encontro 12/09
Revisões para a primeira prova da disciplina. Resolução de exercícios.
Atenção: A primeira prova da disciplina será dia 14 de Setembro
13º Encontro 14/09
Primeira prova de avaliação
14º Encontro 19/09
Introdução à óptica física. O experimento da dupla fenda de Young. A interferência em ondas de luz. A distribuição de intensidades do padrão de interferência da funda dupla.
15º Encontro 21/09
A mudança de fase de uma onda EM devido à reflexão. O fenômeno da interferência em filmes finos. Resolução de exercícios.
16º Encontro 26/09
Recapitulação da matéria dada na aula anterior. O interferômetro de Michelson. Aplicações da interferometria. Exercícios.
17º Encontro 28/09
A difração. Padrões de difração de fendas estreitas. Intensidade do padrão de difração de fenda única e de fenda dupla. Exercícios.
Nota: na página 15 dos slides estava m=0 e é m=1
18º Encontro 03/10
Reunião e discussão com os alunos sobre as possíveis mudanças legislativas referentes à educação e suas consequências nas licenciaturas e no ensino médio.
19º Encontro 05/10
Resolução de Exercícios.
20º Encontro 10/10
1º Dia da Mostra de Cursos do IFPR - Foz do Iguaçu
21º Encontro 17/10
Resolução de exercícios.
22º Encontro 24/10
Resolução de aberturas circulares e de fenda única. O critério de Rayleigh. O limite de resolução em telescópios. A rede de difração. Exercícios.
23º Encontro 26/10
A rede de difração: o espectrógrafo, sua dispersão e resolução. Aplicações da rede de difração. Difração de raios X. Exercícios.
Nota: a segunda prova da disciplina será dia 9 de Novembro
24º Encontro 31/10
Exercícios.
25º Encontro 07/11
Revisões para a segunda prova.
26º Encontro 09/11
Segunda prova da disciplina.
27º Encontro 16/11
As ondas eletromagnéticas. A corrente de deslocamento e a Lei de Ampère-Maxwell. As equações de Maxwell. As descobertas de Hertz. Exercícios.
28º Encontro 21/11
Resolução da segunda prova. Exercícios.
29º Encontro 23/11
Ondas eletromagnéticas no plano: a dedução da equação de onda a partir das equações de Maxwell. Exercícios.
30º Encontro 28/11
Energia transportada por ondas eletromagnéticas. O vetor de Poynting e a intensidade de uma onda EM. A densidade de um campo EM e sua relação com a intensidade. Quantidade de movimento de um fóton e pressão de radiação. Exercícios.
31º Encontro 30/11
Produção de ondas eletromagnéticas por uma antena. O espectro das ondas eletromagnéticas. Exercícios.
32º Encontro 01/12
A polarização de ondas eletromagnéticas. A intensidade da luz polarizada transmitida. Polarização por reflexão e por espalhamento. Exercícios.
33º Encontro 05/12
Resolução de exercícios.
34º Encontro 07/12
Aula de revisões para o exame.
35º Encontro 14/12
Terceira prova e exame da disciplina (4 horas)
