refraÇÃo da luz a luz ao passar de um meio para outro sofre o fenômeno da refração, com...

REFRAÇÃO DA LUZREFRAÇÃO DA LUZ A luz ao passar de um meio para outro sofre o A luz ao passar de um meio para outro sofre o

fenômeno da refração, com mudança na fenômeno da refração, com mudança na velocidade, no comprimento de onda e na direção velocidade, no comprimento de onda e na direção de propagação.de propagação.

Na refração a única grandeza física que se Na refração a única grandeza física que se mantém constante é a freqüência.mantém constante é a freqüência.

Com exceção da incidênciaCom exceção da incidência normal, a experiência normal, a experiência mostra que, quando há refração, ocorre um mostra que, quando há refração, ocorre um desvio na trajetória do raio de luz. O valor do desvio na trajetória do raio de luz. O valor do desvio depende da cor.desvio depende da cor.

O vácuo apresenta ausência total de matéria. O vácuo apresenta ausência total de matéria. portanto, a passagem da luz é livre e a portanto, a passagem da luz é livre e a velocidade da luz atinge seu valor máximo, que é velocidade da luz atinge seu valor máximo, que é o mesmo para todas as ondas eletromagnéticas. o mesmo para todas as ondas eletromagnéticas. Essa velocidade representada pela letra c, cujo Essa velocidade representada pela letra c, cujo valor é:valor é:

c = 300.000 km/s = 3c = 300.000 km/s = 3..101088 m/sm/sNos demais meios, a velocidade de propagação da Nos demais meios, a velocidade de propagação da

luz tem valor inferior a 300.000 km/s e depende da luz tem valor inferior a 300.000 km/s e depende da cor dessa luz. cor dessa luz.

Por exemplo, na água, temos:Por exemplo, na água, temos:vvermelho vvermelho vazul vazul

ÍNDICE DE REFRAÇÃO ABSOLUTOÍNDICE DE REFRAÇÃO ABSOLUTO

É representado por n e é a grandeza que compara a velocidade da luz em um determinado meio (v) com a velocidade da luz no vácuo (c).

Velocidade Velocidade da luz no da luz no meiomeio

Velocidade Velocidade da luz no da luz no vácuovácuo

v

cn

ALGUNS VALORES DE n

ÍNDICE DE REFRAÇÃO ÍNDICE DE REFRAÇÃO RELATIVORELATIVO

O índice de refração relativo entre 2 meios A e B O índice de refração relativo entre 2 meios A e B ((nnABAB) ) é definido como a razão entre o índice de é definido como a razão entre o índice de refração do meio A e do meio B.refração do meio A e do meio B.

A

B

B

ABA v

v

n

nn ,

AS LEIS DA REFRAÇÃOAS LEIS DA REFRAÇÃO Na figura abaixo podemos ver a refração de um raio de luz. Na figura abaixo podemos ver a refração de um raio de luz.

Vamos definir alguns elementos antes de enunciarmos as Vamos definir alguns elementos antes de enunciarmos as leis que regem o fenômeno.leis que regem o fenômeno.

11a a LEI DA REFRAÇÃOLEI DA REFRAÇÃO

O raio de luz incidente (a), raio de luz O raio de luz incidente (a), raio de luz refratado (c) e reta normal (N), são coplanares.refratado (c) e reta normal (N), são coplanares.

22a a LEI DA REFRAÇÃOLEI DA REFRAÇÃO

O quociente entre o seno do ângulo de O quociente entre o seno do ângulo de incidência e o seno do ângulo de refração é incidência e o seno do ângulo de refração é constante.constante.

A razão entre o seno do ângulo incidente e A razão entre o seno do ângulo incidente e o seno do ângulo refratado é constante e o seno do ângulo refratado é constante e igual ao índice de refração relativo. Assim:igual ao índice de refração relativo. Assim:

A

B

n

n

rsen

isen

constantersen

isen

rsen isen BA nn

CASOS POSSÍVEISCASOS POSSÍVEIS

Ângulo de incidência nulo (i = 0)Ângulo de incidência nulo (i = 0)

CASOS POSSÍVEISCASOS POSSÍVEIS Luz passando de um meio menos refringente para um meio Luz passando de um meio menos refringente para um meio

mais refringente (mais refringente (nnAA < n < nBB).).

Quando a luz passa Quando a luz passa do meio menosdo meio menos refringente refringente para o meio maispara o meio mais refringente refringente ela se aproxima daela se aproxima da

reta reta normal.normal.

CASOS POSSÍVEISCASOS POSSÍVEIS Luz passando de um meio mais refringente para um meio Luz passando de um meio mais refringente para um meio

menos refringente (menos refringente (nnAA < n < nBB).).

Quando a luz passa Quando a luz passa do meio maisdo meio mais refringente refringente para o meio menospara o meio menos refringente refringente ela se afasta daela se afasta da

reta reta normal.normal.

A REFRAÇÃO NO COTIDIANOA REFRAÇÃO NO COTIDIANO

Lc

cLtbta

4.

.20.3/

cLcL

tbta4

20,3

/

EXERCÍCIO: (UFPE-2006) Um dispositivo composto por três blocos de vidro com índices de refração 1,40, 1,80 e 2,00 é mostrado na figura. Calcule a razão ta/tb entre os tempos que dois pulsos de luz (“flashes”) levam para atravessar o dispositivo.

1,40 1,80

2,00

Pulso A

Pulso B

L L

t

Sv

c

L

c

Lta

80,1.40,1.

ncS

t

v

cn

c

nSt .

v

St

c

Lta

20,3

Tempo de A

c

Ltb

2.2

n

cv

8,0/ tbta

c

Ltb

4

Tempo de B A razão

REFLEXÃO TOTALREFLEXÃO TOTAL Quando a luz incide numa superfície de separação entre 2 Quando a luz incide numa superfície de separação entre 2

meios, indo de um meio mais refringente para outro menos meios, indo de um meio mais refringente para outro menos refringente, ela pode sofrer reflexão total, não havendo refringente, ela pode sofrer reflexão total, não havendo refração. Vejamos:refração. Vejamos:

A partir de um ângulo de incidência chamado ângulo limite (L) a luz não mais se refrata, refletindo totalmente na superfície de separação.

Cálculo do ângulo limite (Cálculo do ângulo limite (LL))

Observe que quando o ângulo de incidência (i) é igual ao ângulo limite (L), o raio luminoso sai rasante à superfície de separação, sendo o ângulo de refração, portanto, r = 900.

Deste modo teremos:Deste modo teremos:

90sennLsenn AB 1 AB nLsenn

B

A

n

nLsen

De modo geral, podemos escrever:

Resumindo:Resumindo: O fenômeno da O fenômeno da Reflexão TotalReflexão Total(ou (ou Reflexão InternaReflexão Interna) só ) só pode acontecer quando o raio incidir em um meio menos pode acontecer quando o raio incidir em um meio menos refringente. E só acontece quando o ângulo de incidência for maior refringente. E só acontece quando o ângulo de incidência for maior que o ângulo limite (L) que o ângulo limite (L)

REFLEXÃO TOTAL (OU INTERNA) NO DIA A REFLEXÃO TOTAL (OU INTERNA) NO DIA A DIA.DIA.

• A Fibra Óptica

• Miragens e espelhamento de superfícies.

DIOPTRO PLANODIOPTRO PLANO Devido à refração, a posição aparente de objetos Devido à refração, a posição aparente de objetos

imersos em líquidos é diferente da posição real.imersos em líquidos é diferente da posição real.

Cálculo da profundidade aparente.Cálculo da profundidade aparente.

)(

)('

objeton

observadorn

p

p

O ARCO-ÍRISO ARCO-ÍRISO arco-íris, fenômeno dos mais bonitos na natureza, é resultado de mútiplas reflexões e refrações em gotículas de água suspensas na atmosfera. Como o índice de refração depende do comprimento de onda, as diferentes cores sofrerão diferentes desvios, separando-se e formando o espetáculo.

FIM