Colégio IdealLeis de Refração – Parte 1

Aula de Física

Agosto de 2013

Refração da Luz

Refração da luz: é o fenômeno da variação da velocidade que a luz sofre ao passar de um meio para o outro.

Índice de Refração

Sabe-se que a velocidade da luz em qualquer meio transparente é sempre menor que no vácuo.

Índice de Refração Observações:

a) n é uma grandeza adimensionalb) Para os meios materiais, sendo c > v, resulta n > 1c) Para o vácuo n = 1d) Para o ar n 1≅e) Para um determinado meio material, temos para as diversas luzes monocromáticas:

Índice de Refração

O índice de refração absoluta de um meio é igual a 1,5. Qual é a velocidade de propagação da luz nesse meio? A velocidade de propagação da luz no vácuo é igual a 3,0.108 m/s.

A velocidade de propagação da luz num determinado meio é 2 vezes menor do que a velocidade de propagação da luz no vácuo. Qual é o índice de refração absoluto deste meio?

Leis da Refração da Luz

1ª Lei: o raio incidente (Ri), a normal (N) e o raio refrato (Rr) são coplanares (iguais).

N

Leis da Refração da Luz

Leis da Refração da Luz

Relações Trigonométricas

Relação TrigonométricaRelação Trigonométrica

Leis da Refração da Luz

2ª Lei ou Lei de Snell-Descartes

* W.R. Snell (1591 – 1626) e René Descartes (1596 – 1650)* W.R. Snell (1591 – 1626) e René Descartes (1596 – 1650)

O meio 2 é mais O meio 2 é mais refringente que refringente que

o meio 1o meio 1

O meio 1 é mais refringente que

o meio 2

Leis da Refração da Luz

Observe nas figuras abaixo um raio de luz sofrendo refração. Indique em cada situação qual meio tem índice de refração maior.

a) n2 > n1

b) n1 > n2

c) n1 > n2

Um raio de luz propagando-se no ar incide na superfície de um líquido contido num recipiente. O índice de refração absoluto do ar é 1 e do líquido é √3. Sabendo-se que o ângulo de incidência é 60°, determine o ângulo de refração. Dados: sen 30 = 0,5; sen 60 = √3/2

Um raio de luz propagando-se no ar incide na superfície de um bloco de vidro. O ângulo de incidência é de 45°e ao passar para o vidro o raio de luz sofre um desvio de 15°. Sendo o índice de refração do ar igual a 1,0, qual é o índice de refração do vidro?

A figura representa um raio de luz monocromática refratando-se do meio A para o meio B. Determine o índice de refração do meio B em relação ao meio A.

Quando a luz se propaga do vácuo (n = 1) para um líquido, o ângulo de incidência vale 45° e o de refração, 30°. Determine o índice de refração absoluto do líquido e a velocidade com que a luz se propaga nele.

Ângulo Limite

Reflexão Total

Condições para ocorrer a reflexão total: A luz incidente deve estar-se

propagando do meio mais refringente para o meio menos refringente;

O ângulo de incidência deve ser maior que o ângulo limite (i > L)

Dois meios 1 e 2 de índices de refração √3 e 2, respectivamente, são separados por uma superfície plana. Para haver reflexão total a luz deve se propagar no sentido do meio 1 para o meio 2 ou no sentido do meio 2 para o meio 1?

Retome a questão anterior. Qual é o ângulo limite entre este par de meios?

Uma fonte de luz F está situada num líquido de índice de refração 2. O índice de refração do ar é igual a 1. Na figura individualizamos um raio de luz R que incide na superfície de separação segundo um ângulo i.

Calcule:a) a) O ângulo limite deste par de meios.b) b) Para i = 20° ocorre refração ou

reflexão total?c) c) Para i = 40° ocorre refração ou

reflexão total?

O ângulo limite para certo par de meios é 37°. Um meio tem índice de refração 1,2. Qual é o índice de refração do outro meio?Dado: sen 37° = 0,6.

Um raio de luz propagando-se no ar incide num bloco de vidro de índice de refração √2, conforme indica a figura. Após refratar-se o raio incide na face AB. Nesta face o raio sofre refração ou reflexão total?