Transcript Refração da Luz, feito por Renato Cardoso

REFRAÇÃO DA LUZ
É o fenômeno que ocorre quando a luz passa através da superfície de separação
de dois meios, ocasionando uma mudança na direção de propagação. A refração é
decorrente de uma diferença na velocidade de propagação nos dois meios
O raio de luz, quando muda de meio, sofre também reflexão, além da refração.
Observe a figura abaixo, onde um raio de luz sai do ar e entra no vidro. Parte da luz
é refletida e outra parte sofre a refração, entrando no vidro com menor velocidade e
com uma direção diferente.
ÍNDICE DE REFRAÇÃO ABSOLUTO ( n )
Chamamos índice de refração absoluto de um meio para determinada luz
monocromática a razão entre a velocidade da luz no vácuo ( c ) e a velocidade
da luz no meio considerado ( v ).
n = índice de refração absoluto.
c = velocidade da luz no vácuo-c=3x108m/s.
v = velocidade da luz no meio considerado.
ATENÇÃO:
O índice de refração absoluto no vácuo é igual a 1.
Em qualquer outro meio o índice de refração absoluto é maior que 1. O índice de
refração absoluto no ar é um valor próximo de 1, sendo assim vamos considerar
n ( ar ) = 1.
O índice de refração é inversamente proporcional à velocidade de propagação
da luz, ou seja, quanto maior for o índice de refração de um meio, menor será a
velocidade de propagação da luz nesse meio.
O meio que tem maior índice de refração tem maior refringência e vice-versa.
Refringência, portanto, é a medida do índice de refração absoluto.
LEIS DA REFRAÇÃO - AS LEIS DE SNELL – DESCARTES
1ª Lei : O raio incidente, o raio refratado e a reta normal são coplanares
2ª Lei :
Exemplos
1. UF–CE) O índice de refração da água é 4/3 e o do vidro é 3/2. Qual é a
razão entre a velocidade da luz na água e no vidro?
2. Um raio de luz propaga-se no ar (n ar = 1,0) e incide em uma placa de vidro
(n vidro = 1,4), sofrendo refração. O ângulo de incidência é 45º. Calcule o
ângulo de refração.
Solução:
n1 = sen i = n2 . sen r
1 . sen 45º = 1,4 . sen r 0,7 = 1,4 . sen r
sen r = 0,5
r = 30º
Fenômeno Reflexão Total
2
n2
1
n1 > n2
L
n1
2 > 1
C é o ângulo limite para o par de meios. A reflexão total só ocorre quando a luz
passa de um meio mais refringente para outro menos refringente e o ângulo
de incidência (i) é maior do que o ângulo limite.
1. LÂMINA DE FACES PARALELAS
Considere uma lâmina de vidro de faces paralelas, de
espessura (e), colocada no ar. Um raio de luz monocromática
incide obliquamente sobre uma das faces da lâmina.
Obs: Quanto maior a espessura (e) da
lâmina, maior será o desvio lateral (d).
Ao atravessá-la, emerge da outra face,
sofrendo um desvio lateral
(d), dado por:
PRISMA
É o conjunto de três meios homogêneos e transparentes separados por
duas superfícies planas não-paralelas, que são as faces do prisma.
Considere um prisma de vidro colocado no ar e um raio de luz
monocromática que o atravessa, conforme é mostrado na figura.
Por geometria plana, temos:
Ângulo de refringência (A)
Desvio angular total (∆)
Prisma de reflexão total
3. DECOMPOSIÇÃO DA LUZ BRANCA
(DISPERSÃO LUMINOSA)
Num mesmo meio material, o índice de refração é mínimo
para a luz vermelha e máximo para a luz violeta (nve < nvi).
Logo, pela equação do índice de refração
,
a luz de maior velocidade é a luz vermelha e a de menor
velocidade é a luz violeta (vve > vvi). Assim, a luz vermelha é a que
menos desvia da direção original, pois é a que menos se aproxima da
normal, e a luz violeta, é a que mais desvia, pois é a que mais se
aproxima da normal (caracteriza o Fenômeno da Dispersão
Luminosa). As cores intermediárias sofrem desvios
intermediários.