A refração acontece quando a luz passa de um meio para outro. Na figura abaixo, quando a luz passa do ar para a água, é observado um desvio na direção do raio de luz. Este fenômeno é conhecido como refração da luz.
O raio de luz encontra uma maior dificuldade de se propagar na água, esta dificuldade faz com que a velocidade da luz diminua e muda a direção do raio de luz.
A refração da luz acontece sempre que a luz muda de um meio para outro, por exemplo, quando os raios de luz provenientes do sol entram na atmosfera terrestre.
A refração da luz é um fenômeno que não acontece isoladamente, isto é, não existe uma refração perfeita. O raio de luz, quando muda de meio, sofre também reflexão, além da refração. Observe a figura abaixo, onde um raio de luz sai do ar e entra no vidro. Parte da luz é refletida e outra parte sofre a refração, entrando no vidro com menor velocidade e com uma direção diferente.
A dificuldade que a luz sofre ao percorrer um meio é indicada pelo índice de refração do meio. Este índice de refração é um número adimensional que é definido pela razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio.
n = c / v
Lembrando que a velocidade da luz no vácuo é c = 3.108m/s
Na refração da luz obedecemos à lei de Snell – Descartes:
n1.sen(i )= n2.sen(r)
onde n1 é o índice de refração do meio 1 e sem(i) o seno do ângulo de incidência.
n2 o índice de refração do meio 2 e sem(r) o seno do ângulo de refração.
Observe nos nossos exemplos que, ao passar de um meio menos refringente (ar) para um meio mais refringente (vidro ou água), o raio de luz se aproxima da reta normal.
Nos próximos textos veremos outros fenômenos ópticos e suas aplicações no estudo das lentes.
A refração da luz faz com que uma piscina pareça ser rasa.
Vamos iniciar nosso estudo enunciando a seguinte experiência: ao nos colocarmos do lado de fora de uma piscina cheia de água e olhar em direção ao fundo dela vamos perceber que seu fundo parece estar em altura diferente. Essa diferença acontece por causa do fenômeno óptico de refração da luz.
A refração é o fenômeno que ocorre com a luz quando ela passar de um meio homogêneo e transparente para outro meio também homogêneo e transparente, porém diferente do primeiro. Nessa mudança de meio, podem ocorrer mudanças na velocidade de propagação e na direção de propagação.
Meio homogêneo: é o meio no qual todos os pontos apresentam as mesmas propriedades físicas, como a densidade, pressão e temperatura.
Meio transparente: é o meio através do qual podemos visualizar nitidamente os objetos.
Meio isotrópico: é o meio no qual a velocidade da luz é a mesma em qualquer que seja sua direção de propagação.
Índice de refração absoluto
O fato de a velocidade de propagação da luz depender do meio possibilita caracterizá-lo opticamente. Isso é entendido com uma propriedade óptica do meio e recebe o nome de índice de refração absoluto. Seu valor é dado pela seguinte relação:
A refração é o fenômeno que ocorre com a luz quando ela passar de um meio homogêneo e transparente para outro meio também homogêneo e transparente, porém diferente do primeiro. Nessa mudança de meio, podem ocorrer mudanças na velocidade de propagação e na direção de propagação.
Meio homogêneo: é o meio no qual todos os pontos apresentam as mesmas propriedades físicas, como a densidade, pressão e temperatura.
Meio transparente: é o meio através do qual podemos visualizar nitidamente os objetos.
Meio isotrópico: é o meio no qual a velocidade da luz é a mesma em qualquer que seja sua direção de propagação.
Índice de refração absoluto
O fato de a velocidade de propagação da luz depender do meio possibilita caracterizá-lo opticamente. Isso é entendido com uma propriedade óptica do meio e recebe o nome de índice de refração absoluto. Seu valor é dado pela seguinte relação:
Onde:
c – velocidade da luz no vácuo (c = 3 . 108 m/s = 3 . 105 km/s)
v – velocidade da luz no meio considerado (m/s no SI)
n – índice de refração absoluto do meio (adimensional, ou seja, não possui unidade de medida)
No vácuo a luz não encontra dificuldade para se propagar. Portanto o índice de refração absoluto do vácuo é sempre 1.c – velocidade da luz no vácuo (c = 3 . 108 m/s = 3 . 105 km/s)
v – velocidade da luz no meio considerado (m/s no SI)
n – índice de refração absoluto do meio (adimensional, ou seja, não possui unidade de medida)
No ar a dificuldade da luz para se propagar é baixa. Assim para resolvermos exercícios podemos considerar o índice de refração também igual a 1.
Nos demais meios a luz tem dificuldade considerável para se propagar por isso o índice de refração da luz nesses casos é maior que 1.
Uma observação entre dois meios considerados é que aquele que apresentar maior índice de refração será dito mais refringente e o que apresentar menor índice de refração será o menos refringente.
Outra observação importante deve ser feita quando a luz, propagando-se num meio, passa para outro e muda de direção aproximando-se da reta normal (N). Nessa situação sua velocidade de propagação é menor no segundo meio.
Se a passagem da luz ocorre no sentido inverso, com velocidade de propagação maior no segundo meio, a luz afasta-se da reta normal (N). Veja as figuras abaixo:
Aproxima-se da normal – V1 > V2
Afasta-se da normal
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