REFRAÇÃO DA LUZ

REFRAÇÃO DA LUZO que você deve saber sobre

A passagem da luz de um meio a outro envolve mudança em sua velocidade de propagação. Dependendo do ângulo de incidência do feixe, pode haver também um desvio na direção da propagação. Esse desvio foi explicado por Fermat em 1654, por meio do princípio segundo o qual a luz sempre perfaz o percurso de menor tempo.

REFRAÇÃO DA LUZ

I. Refração

A colher parece quebrada porque o raio de luz que incide sobre ela sofre um desvio ao mudar de meio (do ar para a água), e cada meio apresenta um índice de refração (n) próprio. M

AGD

ALEN

A SZ

ACH

OW

SKA/

SHU

TTER

STO

CK

REFRAÇÃO DA LUZ

Índice de refraçãoGrandeza adimensional que representa o número de vezes em que a velocidade da luz, naquele meio (v), é menor que no vácuo (c).

n ≥ 1, já que a velocidade da luz no vácuo será sempre maior ou igual à sua velocidade em outro meio.

I. Refração

REFRAÇÃO DA LUZ

I. Refração1a lei da refraçãoPertencem ao mesmo plano o raio incidente RI, o raio refratado RR e a normal N à superfície de separação S.

2a lei da refraçãoOs ângulos de incidência e refração se relacionam com os respectivos índices de refração de acordo com a lei de Snell-Descartes, expressa por:

I. Refração

REFRAÇÃO DA LUZ

Ângulo limite e reflexão totalQuando n1 < n2, i = 90º.L: ângulo limite

I. Refração

REFRAÇÃO DA LUZ

Quando n1 > n2, r = 90º.

I. RefraçãoÂngulo limite e reflexão total

REFRAÇÃO DA LUZ

Nos dois casos, a aplicação da lei de Snell-Descartes leva à expressão:

I. RefraçãoÂngulo limite e reflexão total

No segundo caso, se a luz incide com ângulo maior que L, ocorre reflexão total, e o raio refletido permanece no meio 1.

REFRAÇÃO DA LUZ

GIP

HO

TOST

OCK

/PH

OTO

RES

EARC

HER

S/LA

TIN

STO

CK

GIP

HO

TOST

OCK

/PH

OTO

RES

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S/LA

TIN

STO

CK

^

II. Dioptro plano

O peixe parece mais próximo da superfície do que realmente está. O valor de x’ depende dos índices de refração do ar e da água.

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2

1

III. Lâmina de faces paralelas

Numa lâmina de espessura e, o desviolateral d depende dos ângulos de incidênciai e de refração r, de acordo com a expressão:

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IV. PrismasSão compostos basicamente de duas lâminas de faces não paralelas, as faces laterais. Abertura A: ângulo entre as duas lâminas de um prisma

Desvio angular total

Secção principal do prisma mostrando os elementos necessários ao cálculo do desvio total.

A partir da figura acima, é possível demonstrar que o desvio total a é dado por:

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Prismas de reflexão total

O prisma reto pode ser posicionado para produzir um desvio de 90º (A) ou de 180º (B) na luz incidente.

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IV. Prismas

Simulador: RefraçãoClique na imagem para ver o simulador.

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V. Dispersão da luzO prisma também pode ser usado para decompor a luz branca em infinitos raios de luzes monocromáticas. A dispersão ocorre porque os índices de refração são distintos para cada radiação monocromática. Assim, os ângulos de refração são diferentes. Observe que a luz vermelha desvia menos que a violeta.

REFRAÇÃO DA LUZD

AVID

PAR

KER/

SCIE

NCE

PH

OTO

LIB

RARY

/ LAT

INST

OCK

(PUC-SP) Com o auxílio de um aparelho especial, foi possível medir a velocidade de um feixe de luz monocromática dentro de dois sólidos transparentes. No sólido A, a velocidade da luz é maior que no sólido B.

Nestas condições, o índice de refração:a) do sólido A é maior que o do sólido B.b) do sólido A é menor que o do sólido B.c) não pode ser determinado porque não é suficiente o conhecimento das duas velocidades.d) do sólido A deve ser igual ao de B por se tratar de dois sólidos transparentes.e) a pergunta é absurda porque a velocidade da luz é uma constante universal.

1

REFRAÇÃO DA LUZ – NO VESTIBULAR

EXER

CÍCI

OS

ESSE

NCI

AIS

RESPOSTA: B

(PUC-Campinas-SP) Um raio de luz vermelha se propaga no ar e atinge a superfície de uma peça de quartzo sob ângulo de incidência de 45º e penetra no cristal sofrendo desvio de 15º.

O índice de refração do cristal, em relação ao ar, é:a) 1,45. b) 1,50. c) √3. d) √2.e) 1,33.

3EX

ERCÍ

CIO

S ES

SEN

CIAI

S

RESPOSTA: D


(PUC-SP) Dada a tabela abaixo, é possível observar a reflexão total, com luz incidindo, do:

a) gelo para o quartzo.b) gelo para o diamante.c) quartzo para o rutilo.d) rutilo para o quartzo.e) gelo para o rutilo.RESPOSTA: D O fenômeno da reflexão total ocorre apenas quando a luz viaja do meio mais refringente para o menos refringente. Portanto, dentre as opções, o fenômeno da reflexão total poderá ser observado na passagem da luz do rutilo para o quartzo.

4EX

ERCÍ

CIO

S ES

SEN

CIAI

S


(Uece) Uma folha de papel, com um texto impresso, está protegida por uma espessa placa de vidro. O índice de refração do ar é 1,0 e o do vidro 1,5.

Se a placa tiver 3 cm de espessura, a distância do topo da placa à imagem de uma letra do texto, quando observada na vertical, é:a) 1 cm. b) 2 cm. c) 3 cm. d) 4 cm.

7EX

ERCÍ

CIO

S ES

SEN

CIAI

S

RESPOSTA: B Escolhendo uma letra do texto (objeto) distante do da interface ar-vidro, o observador enxergará sua imagem a uma distância di da interface, com di < do.Observe a figura:


(Unifei-MG) Considere um prisma de ângulo de abertura igual a 30º, envolvido pelo ar. Qual o valor do índice de refração do material que constitui o prisma, para que um raio de luz monocromática, incidindo normalmente em uma das suas faces, saia tangenciando a face oposta?

a) 0,5b)

8EX

ERCÍ

CIO

S ES

SEN

CIAI

S

RESPOSTA: D


2√3

c) 1,5

d) 2

e) 0,75

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