Resumo de fisica: Refração da luz I

Refração da luz - Índice de refração

OS MEIOS SÃO CARACTERIZADOS PELOS SEUS ÍNDICES DE REFRAÇÃO ou REFRINGÊNCIA EM RELAÇÃO A DETERMINADA LUZ, QUE SÃO A RAZÃO ENTRE A MÁXIMA VELOCIDADE DA LUZ, NO VÁCUO, E A VELOCIDADE DA LUZ NO MEIO ESTUDADO, ISTO É:

$n=\frac{c}{v}$

COM C: VELOCIDADE DA LUZ NO VÁCUO E APROXIMADAMENTE NO AR, 3.108 M/S.
E COM V: VELOCIDADE DA LUZ NO MEIO ESTUDADO.

Lembrar que o índice de refração, em geral, é maior que um, e , quanto maior o índice de refração, mais refringente é o meio, e menor a velocidade da luz nesse meio, para determinada frequência.
EXEMPLO: SE O ÍNDICE DE REFRAÇÃO DE UM VIDRO É 3, SIGNIFICA QUE A LUZ DENTRO DESSE VIDRO SE PROPAGA COM UM TERÇO DA VELOCIDADE DA LUZ NO VÁCUO.

Refração da luz - Leis de refração

EQUAÇÃO DE SNELL-DESCARTES: O SENO DO ÂNGULO QUE O RAIO DE LUZ FAZ COM A NORMAL AO PONTO DE INCIDÊNCIA VEZES O ÍNDICE DE REFRAÇÃO É CONSTANTE PARA A REFRAÇÃO;
O RAIO INCIDENTE, O REFRATADO, O REFLETIDO, O PONTO DE INCIDÊNCIA, A RETA NORMAL ESTÃO TODOS NO MESMO PLANO, OU SEJA, SÃO COPLANARES.

Na refração ocorre mudança de meio podendo ou não haver mudança de direção e velocidade:

EXPERIMENTO 9

$\frac{Sen (\theta _1)}{Sen (\theta _2)}=\frac{v_1}{v_2}=\frac{\lambda _1}{\lambda _2}=\frac{n_1}{n_2}$

COM V SENDO A VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO NO MEIO E λ O COMPRIMENTO DE ONDA DO RAIO DE LUZ.

Refração da luz - Casos da lei de Snell e Reflexão total

Na refração ocorre mudança de meio podendo ou não haver mudança de direção e velocidade, segundo os casos:
1. Quando vai do meio mais para o menos refringente, o raio de luz afasta-se da normal, aumenta a velocidade e comprimento de onda, e mantém a frequência constante....DO MAIS PARA O MENOS, ‘AFASTEMOS’.....

Gráfico, Gráfico de linhas

Descrição gerada automaticamente

2. Quando vai do meio menos para o mais refringente, o raio de luz aproxima-se da normal, diminui a velocidade e comprimento de onda, e mantém a frequência constante....DO MENOS PARA O MAIS, ‘APROXIMAIS’.....

As Leis da Refração da Luz - Brasil Escola

NA REFRAÇÃO, O COMPRIMENTO DE ONDA MUDA, A VELOCIDADE MUDA PROPORCIONAL AO COMPRIMENTO DE ONDA, MAS A FREQUÊNCIA SEMPRE PERMANECE CONSTANTE.
ÂNGULO LIMITE: SEMPRE HABITA O MEIO MAIS REFRINGENTE, E É O ÂNGULO DE INCIDÊNCIA QUE, PARA ÂNGULOS MAIORES QUE ELE, SÓ OCORRE REFLEXÃO, CHAMADA DE REFLEXÃO TOTAL, ONDE A LUZ PODE SER CONFINADA, PRESA, APRISIONADA NO MEIO MAIS REFRINGENTE...

O ângulo limite sempre habita o meio mais denso e, portanto, mais refringente...
E quanto ao casos possíveis em função do ângulo de incidência, temos que:
se $i <L$ : refração + reflexão

se $i = L$ : reflexão + rasância

se $i >L$ : reflexão total e confinamento

Resultado de imagem para ÃNGULO LIMITE

Refração da luz - Dioptro plano

Devido aos processos de refração da luz, quando vamos observar objetos em meios com densidades e índices de refração diferentes, ocorre a formação de imagens virtuais e alteração da distância aparente desses objetos visíveis, do seguinte modo:

Sempre que um observador está no meio menos denso (o pescador da figura) os objetos que estão na água, mais densa e mais refringente, parecem aparentemente maiores e mais próximos;
Sempre que um observador está no meio mais denso (o peixe da figura) os objetos que estão no ar, menos denso e menos refringente, parecem aparentemente menores e mais afastados.

Resultado de imagem para DIOPTROS PLANOS

para estimar essa variação de posição e tamanho, temos que utilizar a relação de Snell aproximada para raios paraxiais e para dioptros planos, isto é, a maior distância está para a menor distância, assim como o maior índice de refração está para o menor.

$\frac{p}{p'}=\frac{n_1}{n_2}$

Dioptros Planos

Primeiro caso: observador no meio mais refringente: para esse observador, o resto dos objetos localizados no outro meio parece menores e mais afastados.

Segundo caso: observador no meio menos refringente: para esse observador, o resto dos objetos localizados no outro meio parece maiores e mais próximos.

E esse efeito é tão maior quanto os índices de refração dos dois meios em questão forem o mais diferentes possível.

Numa refração, a frequência da luz se mantém constante, e a velocidade de propagação é diretamente proporcional ao comprimento de onda da luz, isto é, ondas longas são rápidas e ondas curtas são lentas.

Na refração, o angulo de refração é diretamente proporcional à velocidade da luz no meio e ao comprimento da luz no meio.

Quando a luz vai do meio menos para o mais refringente, o raio refratado se aproxima da normal e quando a luz vai do meio mais para o meio menos refringente, o raio refratado se afasta da normal.