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Óptica Moderna Fundamentos e aplicações - Fotonica.ifsc.usp.br ...

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<strong>Óptica</strong> de raios 27<<strong>br</strong> />

Aplicando novamente a regra da cadeia na derivada relativa a z chegamos<<strong>br</strong> />

a:<<strong>br</strong> />

d ⎛ dx ⎞ ∂n<<strong>br</strong> />

⎜n<<strong>br</strong> />

⎟ =<<strong>br</strong> />

(2.28)<<strong>br</strong> />

ds ⎝ ds ⎠ ∂x<<strong>br</strong> />

Partindo da outra equação de Euler-Lagrange, eq. (2.20b),<<strong>br</strong> />

obtemos de forma análoga a expressão envolvendo a coordenada y:<<strong>br</strong> />

d<<strong>br</strong> />

ds<<strong>br</strong> />

⎛ dy ⎞ ∂n<<strong>br</strong> />

⎜n<<strong>br</strong> />

⎟ =<<strong>br</strong> />

⎝ ds ⎠ ∂y<<strong>br</strong> />

(2.29)<<strong>br</strong> />

Combinando as equações (2.28) e (2.29) é possível encontrar uma<<strong>br</strong> />

expressão análoga para a coordenada z:<<strong>br</strong> />

d<<strong>br</strong> />

ds<<strong>br</strong> />

⎛ dz ⎞ ∂n<<strong>br</strong> />

⎜n<<strong>br</strong> />

⎟ =<<strong>br</strong> />

⎝ ds ⎠ ∂z<<strong>br</strong> />

(2.30)<<strong>br</strong> />

Multiplicando as equações (2.28), (2.29) e (2.30) respectivamente pelos<<strong>br</strong> />

versores î, jˆ e k ˆ , e somando as três, obtemos a equação vetorial que<<strong>br</strong> />

fornece a propagação do raio dentro do meio não homogêneo:<<strong>br</strong> />

r<<strong>br</strong> />

d ⎛ dr<<strong>br</strong> />

⎞ r<<strong>br</strong> />

⎜n<<strong>br</strong> />

⎟ = ∇n<<strong>br</strong> />

(2.31)<<strong>br</strong> />

ds ⎝ ds ⎠<<strong>br</strong> />

d r r<<strong>br</strong> />

A Fig. 2.6 mostra a geometria de s, ds, r e . É interessante notar que<<strong>br</strong> />

r<<strong>br</strong> />

d r = ds . A direção de propagação do raio de luz é caracterizada por um<<strong>br</strong> />

versor . O vetor r r<<strong>br</strong> />

û = dr<<strong>br</strong> />

/ ds<<strong>br</strong> />

é definido a partir da escolha de uma origem<<strong>br</strong> />

arbitrária, s é o deslocamento ao longo do raio e ds é um incremento<<strong>br</strong> />

infinitesimal deste deslocamento.<<strong>br</strong> />

y<<strong>br</strong> />

s<<strong>br</strong> />

r<<strong>br</strong> />

ds<<strong>br</strong> />

d r<<strong>br</strong> />

Fig. 2.6 - Geometria das grandezas utilizadas na equação dos raios.<<strong>br</strong> />

S. C. Zilio <strong>Óptica</strong> <strong>Moderna</strong> – <strong>Fundamentos</strong> e Aplicações<<strong>br</strong> />

z

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