Já discutimos o fato da velocidade da luz depender do
meio de propagação. A velocidade de uma dada luz monocromática assume valores
diferentes em diferentes meios de propagação tais como: vácuo, ar, água, vidro,
etc.
A
luz sofre refração quando passa de um meio para outro, modificando sua
velocidade. Em geral, a refração é acompanhada por um desvio na trajetória da
luz, conseqüência da mudança de velocidade. O único caso de refração no qual a
luz não sofre desvio é quando incide perpendicularmente à superfície de
separação dos meios S.
Os
dois meios de propagação, 1 e 2, e a superfície de separação S constituem o que
chamamos de DIOPTRO.
Nos dioptros reais, o fenômeno da refração é
acompanhado pela reflexão da luz. Assim, o raio de luz incidente na superfície
S divide-se em dois raios, um refratado e outro refletido.
É
importante também dizer que ocorre em S o fenômeno da absorção da luz, onde
parcela da energia luminosa é transformada em energia térmica, por exemplo.
No dioptro ideal
só ocorre refração da luz.
Índice de
Refração Absoluto
Seja c a velocidade da luz no vácuo e v a velocidade
da luz em um meio qualquer, definimos índice de refração absoluto (n) de um
meio a razão entre as velocidades da luz no vácuo e no meio considerado:
O
índice de refração absoluto do vácuo é naturalmente igual a 1 (v = c). Como a
velocidade da luz no vácuo é uma velocidade limite, em qualquer outro meio ela
será inferior:
v < c, logo: n
> 1
Conclusões:
F O índice de refração absoluto de qualquer meio material
é sempre maior que 1.
F Quanto maior for o índice de refração absoluto do
meio, menor é a velocidade da luz nesse meio.
Índice de
Refração Relativo
Se nA e nB são, respectivamente,
os índices de refração absolutos dos meios A e B para uma dada luz
monocromática, então definimos o índice de refração relativo do meio A em
relação ao meio B, nA,B como sendo a razão dos índices de refração
absolutos do meio A e B:
Leis de
Refração
Considerando um raio de luz monocromático incidente
numa superfície separadora de dois meios de propagação e o correspondente raio
de luz refratado. Tracemos a reta normal à superfície pelo ponto de incidência
da luz.
Temos:
RI ® Raio Incidente;
RR ® Raio Refratado;
N® Reta Normal;
i ® ângulo de incidência;
r ® ângulo de refração.
1ª
Lei: O raio de luz incidente RI, a reta normal N e o raio
de luz refratado RR estão situados num mesmo plano (coplanares)
é
importante notar que os raios de luz incidente e refratado ficam em lados
opostos em relação à reta normal.
2ª
Lei ou Lei de Snell - Descartes: É constante a relação entre os senos
dos ângulos de incidência e refração.
Podemos
escrever que:
Podemos
concluir que:
Quando a luz passa de um meio menos refringente (menor
índice de refração) para um meio mais refringente (maior índice de refração), o
raio de luz se aproxima da normal e a velocidade de propagação diminui.
Reciprocamente, quando a luz passa de um meio mais
refringente para um meio menos refringente, o raio de luz se afasta da normal e
a velocidade de propagação da luz aumenta.
Mago da Física - Refração
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