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

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.

n1

n2

n1 > n2

1

L

2

2 > 1

1. LÂMINA DE FACES PARALELASConsidere uma lâmina de vidro de faces paralelas, deespessura (e), colocada no ar. Um raio de luz monocromáticaincide obliquamente sobre uma das faces da lâmina.

Ao atravessá-la, emerge da outra face, sofrendo um desvio lateral(d), dado por:

Obs: Quanto maior a espessura (e) da lâmina, maior será o desvio lateral (d).

PRISMAÉ 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 mínimopara 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 danormal, e a luz violeta, é a que mais desvia, pois é a que mais se aproxima da normal (caracteriza o Fenômeno da DispersãoLuminosa). As cores intermediárias sofrem desviosintermediários.