Refração Luminosa

1) Considerações preliminares
Para que a refração seja o fenômeno predominante, o meio
2 deve ser transparente.
Se a incidência for oblíqua, a refração é acompanhada
de mudança de direção.
Se a incidência for perpendicular, a refração ocorre
sem desvio.
2) Índice de Refração
O índice de refração indica quantas vezes a velocidade
da luz no vácuo é maior que a velocidade no meio
considerado.
velocidade da luz no vácuo (3 x 108 m/s)
velocidade da luz no meio considerado (m/s)
Índice de refração
Observações:
a) O índice de refração de um meio material depende do tipo
de luz que se propaga, apresentando valor máximo para a
luz violeta e mínimo para a luz vermelha.
b) Quando dois meios apresentam a mesma refringência, ou
seja, o mesmo índice de refração, um é invisível em relação
ao outro. Dizemos que entre esses meios existe
continuidade óptica.
3) Leis da refração
1ª Lei: O raio incidente I, o raio refratado R e a normal N à
superfície de separação S pertencem ao mesmo plano.
2ª Lei ou Leis de Snell-Descartes: Para cada par de meios e
para cada luz monocromática que se refrata, é constante o
produto do seno do ângulo que o raio forma com a normal e
o índice de refração do meio em que o raio se encontra.
4) Ângulo Limite
Sendo n1 < n2
Quando o ângulo de incidência for maior que o ângulo limite não
há refração e a luz sofre o fenômeno de reflexão total ou reflexão
interna. Assim, para haver reflexão total, há duas condições:
a) Sentido de propagação da luz de ser do meio mais refringente
para o menos refringente.
b) Ângulo de incidência maior que o ângulo limite.
Obs.: Ao ocorrer reflexão total ou interna, nenhuma parcela de
luz se refrata. Portanto, esse fenômeno é diferente da reflexão
externa , que pode ser acompanhada de refração.
5)Dioptro Plano
Dioptro plano é o conjunto de dois meios homogêneos e
transparentes separados por um superfície plana. Por
exemplo, a água tranquila de um lago e o ar, separados pela
superfície livre do líquido , constituem um dioptro plano.
Para θ < 10°
sen θ ≈ tg θ
H = n2
h n1
6) Lâmina de faces paralelas
Lâmina de faces paralelas é o conjunto de três meios
homogêneos e transparentes separados por duas superfícies
planas e paralelas.
Obs.: Ao atravessar a lâmina de faces paralelas, sendo os meios
extremos idênticos, um raio luminoso não sofre desvio angular,
ele sofre apenas desvio lateral.
7) Prisma
Prismas é o conjunto de três meios homogêneos e
transparentes separados por duas superfícies planas nãoparalelas, que são as faces. As faces interceptam numa reta
chamada aresta do prisma. Todos os fenômenos ópticos no
prisma são analisados na seção principal, definida por um
plano perpendicular à aresta. O ângulo A entre as faces do
prisma é chamado ângulo de refringência.
8) Prisma de Reflexão Total
São prismas nos quais determinados raios incidentes
sofrem reflexão total no seu interior. A vantagem da
aplicação desses prismas nos instrumentos ópticos é
que eles proporcionam rendimento de cerca de 95% na
reflexão, enquanto os espelhos raramente refletem
mais que 80% da luz incidente.
a) Prismas de Amici
Desvio = 90°
b) Prismas de Porro
Desvio = 180°
Obs.: Os prismas de reflexão total de vidro mais utilizados
apresentam, como seção principal, um triângulo retângulo.
Esses prismas de reflexão total são utilizados em:
- Periscópios(Amici )
- Binóculos (Porro)
9) Dispersão Luminosa
O índice de refração de um meio depende do tipo de
luz que se propaga. Em qualquer meio material, a luz
de maior velocidade é a luz vermelha, e a de menos
velocidade é a luz violeta.
n=c
v
Vve > Vvi
nve < nvi
rve > rvi
Obs.: Num prisma, a dispersão da luz branca se verifica
de modo mais acentuado, pois nesse caso a luz
atravessa duas superfícies dióptricas.
10) Refração da Luz na Atmosfera
a) Posição aparente
A posição aparente de um astro é mais elevada do que a real.
b) Miragens
T
v
V
n
d
Região Quente
Região Fria
c) Arco-íris
Na atmosfera esse fenômeno é determinado pela
refração e posterior reflexão da luz solar no interior de
gotículas de água em suspensão no ar. Na refração a luz
solar se decompões.
Recomendações
 https://www.youtube.com/watch?v=nMkOhiDPM8o
 https://www.youtube.com/watch?v=wskKu-a8ywI
 https://www.youtube.com/watch?v=IvphKB4lwmI