REFRAÇÃO DA LUZ
Conceitos Iniciais
Refração da Luz consiste no fato da luz se transportar de um meio para outro
Como a luz é uma onda eletromagnética, ela consiste na propagação de dois campos variáveis: um elétrico e outro magnético
Cor, Frequência e Velocidade da Luz
A luz vermelha corresponde à luz visível de mais baixa frequência (4x10¹⁴ Hz), enquanto a luz violeta corresponde a de mais alta frequência (8x10¹⁴)
Não existe uma onda eletromagnética que corresponda ao branco, sendo ele a junção de várias outras luzes. Já o preto é justamente a ausência de luz.
Quando a luz se propaga no vácuo, sua velocidade é a mesma, independente da cor/frequência. A velocidade da luz é indicada pela letra c, onde c = 3x10⁵ km/s
Já em algum meio material, a velocidade da luz é menor em relação ao vácuo. E quanto maior for a frequência da luz, menor a sua velocidade.
Índice de Refração
O índice de refração de um meio é denominado pela razão da velocidade da luz (c) com a velocidade de uma certa radiação naquele meio: n=c/v
Como sempre c>v, logo, o índice de refração n sempre será maior que 1.
No índice de refração relativo, comparamos dois meios materiais ao invés de um meio com o vácuo
Quando certo meio possui um índice de refração maior que o outro, dizemos que esse meio é mais refringente. Chamamos de dioptro um sistema de dois meios com índices de refração distintos com uma fronteira regular.
Leis da Refração
1º Lei: o raio incidente, a reta normal e o raio refratado são coplanares
2º Lei: a razão entre o seno do ângulo de incidência e o seno do ângulo de refração é constante para cada dioptro e para cada luz monocromática.
senθi/senθr = v1/v2 = λ1/λ2 = n2/n1
Quando um raio de luz incide obliquamente na fronteira de um dioptro, dirigindo-se do meio menos refringente para o mais refringente, ele se aproxima da normal ao refratar-se, experimentando um desvio θi-θr
Quando um raio de luz incide obliquamente na fronteira de um dioptro e passa do meio mais refringente para o menos refringente, ele se afasta da normal ao refratar-se, experimentando um desvio θr-θi
Quando um raio de luz incide normalmente à fronteira do dioptro, a refração ocorre sem desvio
Dispersão de uma luz policromática é a sua decomposição nas diversas luzes monocromáticas que a constituem. Na dispersão da luz, a luz monocromática de maior frequência sempre sofre o maior desvio.
Dioptro Plano
Dioptro plano é um sistema constituído de dois meios transparentes de diferentes refringências, que fazem fronteira plana.
No dioptro plano, o observador não vê o objeto, mas sim uma imagem dele conjugada pelo dioptro.
Objeto no meio mais refringente e observador no meio menos refringente: o observador “enxerga o ponto objeto P ” aparentemente elevado em relação à sua verdadeira posição.
Objeto no meio menos refringente e observador no meio mais refringente: Note que, também aqui, o observador “enxerga o objeto P” aparentemente elevado em relação à sua verdadeira posição.
Prisma Óptico
Nessa figura, destacam-se os elementos geométricos do prisma:
Aresta: é a intersecção das faces planas que definem o prisma
Ângulo de abertura ou ângulo de refringência:
é o ângulo A entre as faces do prisma
Secção principal: é uma secção transversal do
prisma, determinada pelo plano π perpendicular à aresta
Base: é a terceira face do prisma, podendo ser pla-
na ou não
Prismas de Reflexão Total
Uma das principais utilidades do prisma óptico é o seu emprego como sistema de reflexão total. Nessa operação, o prisma pode substituir com vantagens os espelhos planos, pois pode ter um poder refletor bem maior que o dos espelhos e, além disso, está livre da deterioração que ocorre na película de prata dos espelhos, por oxidação