Refração
Camila Ferreira Aguiar
Definição
A refração luminosa ocorre quando a luz passa de um meio transparente e homogêneo , para outro meio também transparente e homogêneo mudando sua direção.
Exemplos de refração no cotidiano
• Quando uma lanterna é apontada para uma piscina ou quando observamos o caule de uma flor dentro de um jarro transparente com água e observamos um desvio do seu trajeto natural fora d’agua, estamos presenciando a refração
A natureza da luz e a refração
• A refração é um fenômeno estritamente ondulatório, como a luz também apresenta esta propriedade, podemos concluir que para refração a luz se comporta como onda.
Consequências do caráter ondulatório da luz
• Como a luz ,para a refração, se comporta como onda terá velocidades diferentes em meios diferentes.
V
V
teconsf
fV
tan
Consequências do caráter ondulatório da luz
Sólido
Líquido
Gasoso
Distância PequenaVelocidade Pequena
Distância MédiaVelocidade Media
Distância Grande
Velocidade grande
Refração da luz
• A velocidade da onda luminosa depende da densidade do meio. Quanto maior a densidade de um meio, menor a velocidade de propagação da onda nesse meio.
Dióptro plano
• Dióptro plano é a superfície (interface) entre dois meios de materiais distintos. Quando a luz passa de um material para outro ocorre a refração.
Dióptro plano
• Um dióptro plano deve ser homogêneo (feito do mesmo material), transparente (permite a passagem regular da luz) e isotrópico (só permite um sentido de refração)
Dióptro plano
• Há materiais que são birrefringentes, ou seja, o feixe luminoso é dividido em dois, formando-se assim duas imagens. Este não é um meio isotrópico
Índice de refringência
• Para um dado meio transparente, n depende da cor da luz.
nVERM.< nALAR. < nAM < nVERDE < nAZU < nANIL< nVIOLETA
Leis de refração
r̂
N
i = Ângulo de incidência
r = Ângulo de refração
N = Normal
Atenção: i ≠ r
Refração de ondas na superfície de Líquidos
• Nomenclatura:
N : normal à superfície no ponto de incidência
i : ângulo de incidência (ângulo formado pelo raio incidente e a normal)
r : ângulo de refração (ângulo formado pelo raio refratado e a normal)
Vi e i : velocidade e comprimento de onda da onda incidente
Vr e r : velocidade e comprimento de onda da onda refratada
Leis da Refração
• Primeira Lei: O raio incidente, a normal e o raio refratado são coplanares;
• Segunda Lei: Lei de Snell-Descartes
r
i
r
i
VV
r
i
ˆ sen
ˆ sen
Refração da luz
Obs.: A refração sempre vem
acompanhada da reflexão
Refração da luz
• Refringência: resistência que o meio oferece a passagem da luz.
onda de ocompriment menor
velocidade menor
densidade maior
)( erefringent mais meio
onda de ocompriment maior
velocidade maior
densidade menor
)( erefringent menos meio
I
R
Refração da luz - Representação
Normal
i
r
Raio incidente
Raio refratado
Luz passando do meio menos para o meio mais refringente:
)0ˆ se ( ˆˆ
iir
λλ
VV
IR
IR
Neste caso podemos dizer que o raio refratado aproxima-se da normal
I
R
Refração da luz – Representação com frentes de onda
Normal
Frente de onda
incidente
Frente de onda
refratada
Obs.: Nesta figura não representaremos a reflexão
r
i
IR
I
R
Refração da luz - Representação
Normal
i
r
Raio incidente
Raio refratado
Neste caso podemos dizer que o raio refratado afasta-se da normal
Luz passando do meio mais para o meio menos refringente:
)0ˆ se ( ˆˆ
iir
λλ
VV
IR
IR
I
R
Refração da luz – Representação com frentes de onda
NormalFrente de onda
incidente
Frente de onda
refratada
Obs.: Nesta figura não representaremos a reflexão
i
r
IR
I
R
Refração da luz - Representação
Normal
i=0º
r=0º Raio refratado
Neste caso tivemos uma refração sem desvio
Luz passando do meio mais para o meio menos refringente:
o
IR
IR
ir
λλ
VV
0ˆˆ
Raio incidente
Refração da LuzDesvio angular do raio refratado
Normal
i
r
Normal
i
r
ri ˆˆ ir ˆˆ
Índice de Refração absoluto de um meio
• Definição: é a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio considerado.
smonde
V
VN
meio
vácuomeio
8vácuo 103V
O índice de refração depende da densidade do meio, do material e da freqüência utilizada para medi-lo.
Índice de Refração - Observações
1
1
1
meios demaisN
N
N
ar
vácuo
smonde
V
VN
meio
vácuomeio
8vácuo 103V
Leis da Refração
• O raio refratado, o raio incidente e a normal são coplanares.
• Lei de Snell:
I
R
R
I
R
I
N
N
V
V
r
i
ˆsen
ˆsen
VI = velocidade da onda incidente
VR = velocidade da onda refratada
I = comprimento de onda da onda incidente
R = comprimento de onda da onda refratada
NI = índice de refração do meio de incidência
NR = índice de refração do meio de refração
n
N
Ângulo Limite de Incidência
Normal
i= L
r= 90º
Raio incidente
Raio refratado
Nn
L ˆsen
O ângulo de incidência é chamado de ângulo limite (L) se o ângulo de refração for igual a 90o.
N
n
Ângulo Limite de Refração
Normal
i=90o
r= L
Raio incidente
Raio refratado
Nn
L ˆsen
O ângulo de refração é chamado de ângulo limite se o ângulo de incidência for igual a 90o.
N
n
Reflexão Total da Luz
LiCondições para que ocorra reflexão
total:
N
i=0o
r=0o
i < L
N
i = L
i > L
N
Neste caso tivemos uma reflexão total
REFLEXÃO TOTAL DA LUZ – ÂNGULO LIMITE
Top Related