Física - Ondas e luz: Polarização da luz

[Música] normalmente muito claro na beira da praia por exemplo num dia sem nuvens em com bastante sol a gente usa óculos escuros para proteger e facilitar a nossa visão o que o óculos escuros faz é que ele bloqueia parte da intensidade luminosa que incide sobre ele e permite só que uma parcela da luz passe e chega até os nossos olhos isso facilita a nossa visão e protege os nossos olhos de um eventual dano por causa de um excesso de luminosidade agora como que o óculos escuro bloqueia a intensidade luminosa ou parte da intensidade luminosa bom

já deve ter usado algum óculos e tu percebe que quando coloco um óculos escuro ele modifica a cor dos objetos esse tipo de óculos de sol ele é um óculos que funciona absorvendo algumas cores e permitindo a passagem de outras cores o óculos efeito de algum material a lente do óculos é feito de um material que absorve certas freqüências absorve certas cores e permite a passagem de outras cores então ele modifica a cor dos objetos porque tu tá vendo só uma parcela da cor por exemplo quando se usasse um óculos de lente vermelha é seria

muito estiloso mas existe um terremoto óculos de lente vermelha o que acontece é que quando olhar para os objetos tu vai receber somente a contribuição da luz vermelha que esses objetos estão refletindo e como só contribuição da luz vermelha está chegando nos seus olhos te enxerga os objetos avermelhados então ele está modificando a cor dos objetos evidentemente nem todos os óculos são vermelhos os óculos de sombra que a gente chama óculos escuro óculos de sol eles têm às vezes uma cor acinzentada ou amarrou entanto vai enxergar pela mesma lógica tu vai enxergar os objetos mais

cinza outro vai enxergar os objetos marrons dependendo da cor da tua lente esse tipo de lente funciona por a absorção determinadas cores por absorção determinadas freqüências de novo a frequência que é absorvida é a freqüência que tu é porque tu não enxerga a freqüência que é transmitida que passa pelo óculos é a cor que enxerga ou a combinação de cores que enxerga agora existe uma outra família de lentes que são as lentes polarizadas e tudo talvez já tenha usado um óculos de lentes polarizadas o que além de polarizada faz é que em vez de absorver

um conjunto de freqüências específicas ou uma determinada frequência e modificar a cor dos objetos a lente polarizada ela reduz a intensidade luminosa o brilho pode imaginar de todas as cores por um outro processo que é um processo da polarização então ele não modifica a cor verdadeira dos objetos porque todas as cores passam pela lente polarizada mas ao passar pela lente polarizada reduz a intensidade de todas as cores então tu vai enxergar os objetos mais escuros mas vai manter a mesma cor original porque não tem nenhuma freqüência que está sendo mais absorvida do que outra não

tem nenhuma freqüência que está passando mais até os seus olhos do que outra a hora de hoje vai falar justamente sobre o processo de popularização da luz pra gente entender como funciona o óculos de lentes polarizadas para a gente entender o que é o fenômeno do atuário conhecido como polarização da luz a gente precisa entender como a luz oscila jataí na tela para ti uma figura de uma onda transversal que se propaga em uma mola que é mesmo uma onda transversal é uma onda que se propaga numa direção e oscila vibra numa direção perpendicular então

nessa mola a onda está se propagando através da mola na horizontal e no desenho está oscilando pra cima e pra baixo a luz é uma onda eletromagnética e todas as ondas eletromagnéticas são ondas transversais ou seja elas têm a oscilação perpendicular à propagação acontece que a 1 simulação da luz ela não é exatamente igual à oscilação aí da mola porquê porque a oscilação na mola é numa única direção no caso da figura é só pra cima e pra baixo então pensando na moda né se a bola tivesse saindo daqui de dentro da tela e não

em direção aos teus olhos está a mola estaria nesta direção aqui estaria vendo a mola oscilar para cima e para baixo numa única direção que é a direção vertical acontece que a luz não oscila numa única direção à luz oscila infinitas direções que sejam perpendiculares à essa que então se isto fosse imaginar a oscilação da lusta através da bola o que deveria deveria mola indo em direção aos teus olhos em vez de ver a mola oscilando só pra cima e pra baixo deveria mola ou se lá pra cima e pra baixo para a direita e

para a esquerda na diagonal na outra diagonal infinitas diagonais deveria a mola oscilando em infinitas direções se propagando numa única direção mas oscilando em várias direções esse é o modelo de oscilação da luz ela oscila em várias direções entender isso é fundamental para entender o fenômeno da polarização então a gente vai dizer que quando a luz está oscilando em várias direções que é o normal pra ela ela está não polarizada a luz que oscila em várias direções elos não polarizada fontes de luz não polarizadas o sol é uma fonte de luz não polarizada a lâmpada

uma fonte de luz não polarizada à luz da vela é uma luz não polarizada o fenômeno da polarização da luz é justamente transformar a luz não polarizada em luz polarizada ou seja é pegar essa luz que está oscilando em várias direções e permite que auxiliem somente uma direção uma das maneiras mais comuns de polarizar los é usar um filtro polarizador o que é um filtro polarizador já tá aí pra até na tela prática a figura que mostra um filtro polarizador que tem um nicho de polarização neste caso nesse exemplo vertical isso quer dizer que esse

filtro só permite a passagem através dele da luz que oscila na direção vertical então quando os não polarizada ou seja luz que oscila em todas as direções bati no filtro incide no filtro esse filtro vai absorver todas as direções de vibração - a vertical a vertical ele vai permitir a passagem então lá do outro lado do filtro vai emergir luz polarizada na vertical pra gente fazer uma analogia do que está acontecendo no filtro polarizador e tornar menos abstrata a idéia da polarização imagina que tem na sua frente uma cerca e vai passar o teu braço

através da cerca a direção do teu braço é a direção de propagação da onda luminosa então a onda está se propagando daqui pra ir essa é a direção de propagação agora se tu tentar se lá o teu braço pra cima e pra baixo a cerca permite que essa direção de oscilação aconteça e passe lá por outro lado da cerca agora sinto tentar o senhor tem um braço para a direita e para a esquerda a cerca não vai permitir que o braço auxílio para a direita e para a esquerda então quer dizer que ele só permite

a passagem à cerca só permite a passagem da oscilação vertical é uma é mais ou menos isso que está acontecendo lá no polarizador só que quando os o planejador está permitindo a passagem da oscilação vertical mas não está permitindo a passagem da oscilação horizontal ou qualquer outra situação que não seja na vertical a maneira que o polarizador faz isso é a região é um filtro polarizador e tem um arranjo molecular que permite a passagem de vibrações em uma certa direção e não permite a passagem nas demais direções de oscilação o exemplo da cerca também nos

ajuda a entender um conceito importante hannah da polarização que é o fato das ondas longitudinais não poderem ser por realizados pessoal a polarização só acontece com ondas transversais às ondas longitudinais não podem ser paralisadas e o que são mesmo as ondas longitudinais são aquelas ondas que se propagam e oscilam na mesma direção então já em paraty na tela o exemplo da onda longitudinal que se propaga em uma mola agora estou segurando a bola em vez de auxilar bola pra cima e pra baixo eu vou se lá a bola pra frente pra trás então a oscilação

vai ser para frente para trás na horizontal ea propagação também vai ser na horizontal isto é uma onda longitudinal e por que ela não pode ser polarizada para a gente entender bem esse conceito bota de novo a ser caí e bota o teu braço através da cerca tá vendo que se o teu braço está passando também consegue fazer o braço oscilar para frente para trás tem uma onda longitudinal aí lembra que é uma analogia não usa a imaginação do teu braço tá indo pra frente e para trás conflito vai girando a cerca neto vai tentando

filtrar outras direções de vibração que o braço sempre vai poder ir pra frente pra trás não interessa como posicione acerca se acertar na vertical se a se acertar na horizontal o teu braço sempre vai poder oscilar para frente e para trás e por isso que as ondas longitudinais não podem ser polarizadas por que elas vibram na mesma direção que se propagam agora na figura que está na tela a gente tem uma lâmpada eu vou pegar um único facho de luz que essa lâmpada está a emitindo pode ver que esse faixa de luz está indo em

direção ao polarizador e observa que antes de atingir o polarizador essa luz está vibrando em várias direções e quando atravessa o polarizador somente a direção vertical passou porque o eixo de popularização desse polarizador é vertical então lá do outro lado só a luz que oscila na vertical está passando e por isso que isso diminui a intensidade luminosa se alguém estiver olhando através do polarizador vai ler uma luz mais fraca chegando porque as outras direções de vibração foram absorvidas e portanto chegando menos intensidade luminosa até o olho da pessoa esse é um princípio de funcionamento do

óculos escuro ele está reduzindo a intensidade luminosa militar e reduzindo o brilho que chega até os teus olhos absorvendo determinadas direções de vibração e permitindo que só uma direção de vibração passe através do óculos e ele faz isso igualmente para todas as cores e por isso que ele não modifica a cor dos objetos ele só reduz a intensidade ele escurece os objetos mas sem modificar a cor agora a gente vai fazer a mesma luz da lâmpada passar por dois polarizadores o politizador a que era o primeiro tem um eixo de polarização vertical e atrás do

polarizadora eu vou fazer a nos passar por um segundo polarizador o polarizador b repara que enquanto os eixos de polarização estão paralelos ou seja o eixo de polarização do polarizador b também é vertical não tem nenhum efeito a luz é polarizada uma vez ela se torna polarizada na vertical e ela atravessa essa luz polarizada na vertical atravessa normalmente o planejador b sem sofrer uma segunda polarização porque entre pós adorar o povoador b só existe luz oscilando na vertical e o planejador b vai deixar toda essa luz passar através dele só que agora eu vou manter

o polarizadora na direção vertical e vou jirau polarizador b e deixar ele na direção horizontal e o que vai acontecer é que agora a intensidade luminosa que vai chegar até o olho da pessoa vai ser zero porque tu fez do polarizações popularizou a primeira vez na vertical e depois quando posicionou polarizador na direção horizontal o planejador b está dizendo olha aqui só passa luz que oscila na horizontal ea luz que está chegando no b oscila na vertical ela só oscila na vertical então ela vai ser toda absorvida por que só tem oscilação na vertical e

o planejador só permite passar oscilação na horizontal otan por noite aqui não passa ninguém você só oscilou na vertical eu só deixo passar quem está oscilando na horizontal então ele vai matar completamente a intensidade luminosa e o que a pessoa vai enxergar é é a escuridão total ele vai não vai chegar nenhuma intensidade luminosa até o olho dessa pessoa por que tu fez duas pós a duas polarizações exatamente perpendiculares uma em relação à outra primeiro popularizou na vertical e depois polarizou na horizontal a imagem que tem na tela pra te mostra dois filtros polarizadores que

foram posicionados um em cima do outro com seus eixos de polinização exatamente perpendiculares entre si e para que na região onde os dois filtros estão um sobre o outro eles estão completamente escuros nas demais regiões eles estão deixando passar uma certa intensidade luminosa mas na região de encontro dos fios como os dois eixos de polarização estão exatamente perpendiculares entre se ele matou completamente a intensidade luminosa não passa nenhuma luz através dos dois filtros a polarização da luz também pode acontecer através da reflexão em uma superfície não metálica quando os reflete em uma superfície não metálica

o que acontece é que essa superfície tem uma tendência a refletir mais a direção de oscilação que é paralela à superfície e tem uma tendência a absorver mais ou seja de não refletir a direção de oscilação que não é paralela à superfície para entender o que está acontecendo na oscila na polarização por reflexão vão para a figura que está aí na tela a figura mostra uma superfície horizontal a linha tracejada é a reta normal em relação a essa reta normal citou lembrar nossas aulas de reflexão da luz em relação a essa reta normal que eu

meço o ângulo de incidência e de reflexão eu tenho aí representado ohio incidente que está em batendo na superfície ohio antes da reflexão eu representei nesse raio incidente somente as direções de oscilação vertical e horizontal por um simples motivo para o desenho não ficar muito poluído ea gente vai imaginar a intensidade luminosa como o tamanho da flecha o tamanho aí do vetor que representa a oscilação horizontal ea oscilação vertical quando a luz reflete na superfície repara que a oscilação vertical sofre uma redução no seu tamanho porque ela foi parcialmente absorvida ea oscilação horizontal ou seja

a oscilação que é paralela à superfície ela não sofreu alteração no seu tamanho isso está representando que a direção horizontal de oscilação a direção paralela à superfície não sofreu polarização é importante deixar bem claro que a intensidade luminosa do raio refletido é menor quem tem estádio numerosa do raio incidente por dois motivos primeiro porque esse raio sofreu polarização ou seja uma parte da luz foi absorvida pela superfície aquelas oscilação parte daquelas oscilações que não são horizontais que não são paralelas à superfície foram absorvidas e outro motivo para esse raios e menos intenso do que o

raio incidente é que uma parcela da luz sofreu refração então uma parte da energia ficou com raio refratário ou seja o raio que mudou de meio e que está representado ali embaixo eu não estou representando um raio retratado as direções de oscilação porque eu não quero discutir absolutamente nada sobre o rayo reflete eu quero só que vocês observem para ohio refletido e interessante notar que conforme muda o ângulo de incidência em relação à superfície à reta normal conforme muda o ângulo de incidência da luz a atualização do raio refletido pode ser mais intensa ou menos

intensa e tem uma condição para que a polarização seja máxima ou seja para que o raio refletido tenha somente a direção de vibração paralela à superfície e para que todas as outras direções de vibração sejam completamente absorvida sejam completamente aniquilados na reflexão essa máxima polarização acontece quando o ângulo entre o raio refletido eo a raio refratada ohio que mudou de meio é de 90 graus e tu precisa de um ângulo de incidência exato para cada superfície do preço de um ângulo de incidência exato pra que o ângulo entre o raio refletido e um raio refrata

dado seja igual a 90 graus esse ângulo do raio de incidência que produz essa condição de 90 graus em ter refletido retratado esse ângulo de incidência que produz a máxima polarização ou seja só a direção de vibração paralela à superfície é transmitida esse ângulo de incidência se chama ângulo de buster o ângulo de buster é o ângulo de incidência do raio incidente com a normal que vai produzir a máxima polarização da luz por reflexão óculos escuros de lentes polarizadas também ajuda a eliminar o reflexo das superfícies ou pelo menos reduzir o reflexo das superfícies porque

o quanto ele vai reduzir depende é tudo uma questão de ângulo tá vendo ali no exemplo da reflexão da polarização por reflexão que tudo é uma questão do ângulo de incidência do ângulo da superfície e tetra mas qual é a ideia porque um óculos de lente polarizada elimina ou reduz o reflexo a idéia é parecida com aquela situação que vem vi um pouquinho antes em que a gente colocou dois filtros polarizadores como os seus eixos de polarização perpendiculares entre si lembra que naquela situação depois que a luz passou pelo polarizador b ela morreu completamente a

intensidade luminosa não passou nenhuma luz pelo polarizador b para entender bem como um óculos escuro de lente polarizada ajuda a eliminar o reflexo na superfície eu vou emprestar o ridículo e vou colocar os meus óculos escuros em frente à câmera num estúdio fechado para o brasil todo ver não espero ficar mais bonito porque óculos escuro não faz milagre mas eu sei que vai ser um bom exemplo para vocês entenderem eu quero que agora você imagina se o primeiro tira óculos porque o primeiro vou fazer um exemplo sem óculos que eu estou olhando para a superfície

de um lago que tem água transparente e estou tentando enxergar um peixe que está lá no fundo e não estou conseguindo porque porque eu estou enxergando também à luz da paisagem que tá ali na frente vamos porque tem árvores têm alguns objetos e essa luz que está vindo dos objetos está refletindo na superfície e está chegando estão até os meus olhos junto com a luz que está vendo lá do fundo do lago do peixe então as duas imagens se misturam e eu não consigo distinguir exatamente a posição do peixe saber aonde ele está porque tem

luz refletida chegando até os meus olhos importante notar que essa luz refletida sofreu polarização na horizontal porque mesmo porque lembra que na polarização por reflexão a luz que é mais refletida é aquela que oscila na direção paralela à superfície como a superfície do lago tá na horizontal então a luz que está vibrando na horizontal é a que está chegando até os meus olhos ela sofreu essa polarização bom agora eu coloco os meus óculos e lembra que um óculos têm eixo de polarização vertical isso quer dizer que quando eu olhar com esses óculos para a superfície

do lago ele vai ele é um reflexo do ambiente porque porque a luz refletida tem direção de vibração o desmontar o que não passa pelo meu polarizador vertical aqui então a luz refletida não vai chegar nos meus olhos a única coisa que vai chegar nos meus olhos é a luz que está vindo do peixe eu eliminei o reflexo eu não estou enxergando mais a imagem formada pela reflexão eu estou enxergando solos que está vindo lá de dentro do lago agora olha essa seqüência de três fotos e repara quando a foto foi tirada com um filtro

polarizador observa que tu consegue eliminar o reflexo do céu no pára brisa do carro e consegue enxergar o interior do carro graças à polarização a mesma idéia se aplica agora nessa outra foto repara como nessa paisagem quando a luz não está polarizada a gente tem dificuldade para enxergar o fundo ali da água e quando a lua está polarizada eliminando o reflexo da água eliminando a luz refletida fica mais fácil de enxergar o fundo e repara também que o céu fica mais azul porque tira aquele excesso de luz refletida aquela luz branca refletida ea gente consegue

observar o céu com a cor azul mas saturada a terceira foto é muito boa pra perceber a diferença que o óculos de lente polarizada faz na hora de filtrar a luz que reflete na superfície do lago repar aqui onde não tem óculos têm um grande clarão que aquela luz que está refletindo direto no lab vindo para os teus olhos e um óculos no lado está filtrando essa essa parcela refletida no lago tornando a visão muito mais confortável então nessa aula nós vimos que a luz não polarizada é aquela luz que oscila em várias direções a

luz polarizada é aquela luz que oscila em uma única direção eu posso polarizar a luz através de um filtro polarizador ou através da reflexão em uma superfície não metálica também acho que quando a gente faz duas polarizações seguidas uma perpendicular à outra a intensidade luminosa depois da segunda polarização é zero ou seja nenhuma luz passa e por fim nós vimos que as ondas longitudinais não podem ser polarizadas somente as ondas transversais espero que tenha gostado da aula a gente se vê numa próxima oportunidade fui nessa falou