RefraçãoRefração Ocorre quando a luz muda de meio de propagação, podendo ou não mudar sua direção. ***Há um caso no qual a luz so-fre refração mas não sofre desvio.

Analogia com a Analogia com a MecânicaMecânica

Assoalho(v>)

Tapete(v<)

Eixo com rodas livres

Meio 1

Meio 2

N

Raio Refratado

900

i

r

Raio Incidente

Raio Refletido

Índice de Refração Índice de Refração Absoluto→nAbsoluto→n

v

cn

c → veloc. da luz no vácuoc = 3 x 108 m/s

1nVácuo → n=1Ar → n=1

***Para um dado meio transparente, n depende da cor da luz. nVERM.<nALAR. <nAM<nVERDE<nAZ <nANIL< nVIOLETA

Índice de Refração Índice de Refração RelativoRelativo

B

AAB n

nn

A

BBA n

nn

Índice de refração do meio A em relação ao meio B.

Índice de refração do meio B em relação ao meio A.

A

B

B

A

v

v

n

n

Meio 1

Meio 2

N

900

i

r

v1 > v2 n1 < n2

Lei de Lei de Snell/DescartesSnell/Descartes

rsennisenn ˆ.ˆ. 21 21

ˆˆ

v

rsen

v

isen

No caso mais comum em vestibulares, teremos î = 450 , n1 = 1 e n2 = e pede para calcular o ângulo de refração.

2

rsennisenn ˆ.ˆ. 21 rsensen o ˆ.245.1

rsenˆ.22

2.1

rsenˆ2

1 or 30ˆ

Também teremos î = 600 , n1 = 1 e n2 = e também pede para calcular o ângulo de refração.

3

rsennisenn ˆ.ˆ. 21 rsensen o ˆ.360.1

rsenˆ.32

3.1

rsenˆ2

1 or 30ˆ

Meio 1

Meio 2

N

900

i

r

v1 > v2 n1 < n2

***O raio de luz estará mais próximo da normal no meio mais refringente (lembre-se do pobre e do rico).

***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.

nOBS < nOBJ =>p’<p

OBJ

OBS

n

n

p

p'

N

obj

i (virtual)

p'

p

N

i (virtual)

objeto p'

p

Dióptros PlanosDióptros Planos

nOBS > nOBJ =>p’>p

(UFSC) A figura a seguir mostra um lápis de comprimento AB, parcialmente imerso na água e sendo observado por um estudante. Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).

01. O estudante vê o lápis "quebrado" na interface ar-água, porque o índice de refração da água é maior do que o do ar. 02. O feixe luminoso proveniente do ponto B, ao passar da água para o ar se afasta da normal, sofrendo desvio.04. O estudante vê o lápis "quebrado" na interface ar-água, sendo o fenômeno explicado pelas leis da reflexão. 08. O observador vê o lápis "quebrado" na interface ar-água porque a luz sofre dispersão ao passar do ar para a água. 16. O ponto B', visto pelo observador, é uma imagem virtual.

(a) (b) (c)

a) Vidro e ar;b) Vidro e água;c) Vidro, ar e tetracloroetileno. Índices de refração

muito próximos, o vidro e o líquido se confundem.

d

Lâminas de Faces ParalelasLâminas de Faces Paralelas

θ1 = î eθ2 = r

2

21

cos

)(.

sen

ed

rsennisenn ˆ.ˆ. 21

AR → n<

ÁGUA → n>

N

L

RAIO RASANTE OU TANGENTE

ÂNGULO LIMITE OU CRÍTICO

n

nsenL

θmax = 900

Ângulo Limite Ângulo Limite

AR → n<

ÁGUA → n>

N

L

SAI RASANTE OU TANGENTE

→ Limite

Reflexão Total

Interna

Só acontece quando

1º) Luz vai do mais refringente (n>) para o menos refringente (n<).

2º) i > L

n

nsenL

900

Reflexão Total InternaReflexão Total Interna

Reflexão Parcial

Fonte

n<

n> L

i = L => sai rasante

i > L => Reflexão

Total Interna

Abaixo temos outra forma de ver

Nas figuras abaixo temos um diamante lapidado, um brilhante. Devido ao alto índice de refração, ocorrem sucessivas reflexões totais antes que o raio consiga sair.

AplicaçõesAplicaçõesFibras ÓpticasFibras Ópticas

Núcleo → n>

Interface → n<

Endoscópio Endoscópio

Binóculo e Câmera Fotográfica Binóculo e Câmera Fotográfica

Prismas de Reflexão TotalPrismas de Reflexão Total

Esquema de um periscópio

***n > √2

Miragens

Ar + frio → n>

Ar + quente → n<

Imagem virtual

Posição Apaarente dos

Astros

Desvio Angular →D ou Desvio Angular →D ou ΔΔ

A → Ângulo de abertura do prisma

r→ Ângulo de refração na 1a face

i→ Ângulo de incidência na 1a face

r'→ Ângulo de incidência na 2a faceI’→ Ângulo de refração na 2a face

RoteiroRoteiro

n1 sen i = n2 sen r

A = r + r’

?

?

n1 sen i’ = n2 sen r’ ?

D = i + i’ - A

Atenção

A

i i’r r'

N1

N2D

D→desvio angular

Se r = A/2 → D = Dmínimo

i = i’ r = r’

r'

i

r

i’

SIMETRIA

Dmín = 2(i - r)

Dispersão ÓpticaDispersão Óptica

Separação da luz branca em várias cores, devida aos diferentes índices de refração para as diferentes cores.

Veja um teste para daltonismo

Espectro EletromagnéticoEspectro Eletromagnético