REFRAÇÃO DA LUZ


A luz ao passar de um meio para outro sofre o fenômeno
da refração, com mudança na velocidade, no
comprimento de onda e na direção de propagação.
Na refração a única grandeza física que se mantém
constante é a freqüência.

Com exceção da incidência normal, a experiência mostra
que, quando há refração, ocorre um desvio na trajetória
do raio de luz. O valor do desvio depende da cor.

O vácuo apresenta ausência total de matéria. portanto, a
passagem da luz é livre e a velocidade da luz atinge seu
valor máximo, que é o mesmo para todas as ondas
eletromagnéticas. Essa velocidade representada pela
letra c, cujo valor é:
c = 300.000 km/s = 3.108 m/s
Nos demais meios, a velocidade de propagação da luz
tem valor inferior a 300.000 km/s e depende da cor dessa
luz.
Por exemplo, na água, temos:
vvermelho  vazul
ÍNDICE DE REFRAÇÃO ABSOLUTO
É representado por n e é a grandeza que compara a
velocidade da luz em um determinado meio (v) com a
velocidade da luz no vácuo (c).
c
n
v
Velocidade
da luz no
vácuo
Velocidade
da luz no
meio
ALGUNS VALORES DE n
ÍNDICE DE REFRAÇÃO RELATIVO

O índice de refração relativo entre 2 meios A e B (nAB) é
definido como a razão entre o índice de refração do meio
A e do meio B.
n A, B
n A vB


nB v A
AS LEIS DA REFRAÇÃO

Na figura abaixo podemos ver a refração de um raio de luz. Vamos
definir alguns elementos antes de enunciarmos as leis que regem o
fenômeno.

1a LEI DA REFRAÇÃO
O raio de luz incidente (a), raio de luz refratado (c) e
reta normal (N), são coplanares.


2a LEI DA REFRAÇÃO
O quociente entre o seno do ângulo de incidência e o
seno do ângulo de refração é constante.


A razão entre o seno do ângulo incidente e o
seno do ângulo refratado é constante e igual
ao índice de refração relativo. Assim:
sen i
 const ante
sen r
sen i nB

sen r n A
nA  sen i  nB  sen r
CASOS POSSÍVEIS

Ângulo de incidência nulo (i = 0)
CASOS POSSÍVEIS

Luz passando de um meio menos refringente para um
meio mais refringente (nA < nB).
Quando a luz passa do meio menos refringente para o meio mais
refringente ela se aproxima da reta normal.
CASOS POSSÍVEIS

Luz passando de um meio mais refringente para um meio
menos refringente (nA < nB).
Quando a luz passa do meio mais refringente para o
meio menos refringente ela se afasta da reta normal.
A REFRAÇÃO NO COTIDIANO
EXERCÍCIO: (UFPE-2006) Um dispositivo composto por três blocos de vidro com índices de
refração 1,40, 1,80 e 2,00 é mostrado na figura. Calcule a razão ta/tb entre os tempos que dois
pulsos de luz (“flashes”) levam para atravessar o dispositivo.
Pulso A
L
L
1,40
1,80
Pulso B
S
v
t
t
t
S
v
S
c
 
n
2,00
c
v
ta 
c
v
n
ta 
n
n
t  S .
c
Tempo de A
L.1,40 L.1,80

c
c
3,20 L
c
Tempo de B
tb 
2 L.2
c
tb 
4L
c
A razão
 3,20L 
c
ta / tb  
4L
c
 
ta / tb 
3.20 L.c
c.4 L
ta / tb  0,8
REFLEXÃO TOTAL

Quando a luz incide numa superfície de separação entre 2 meios,
indo de um meio mais refringente para outro menos refringente, ela
pode sofrer reflexão total, não havendo refração. Vejamos:
A partir de um ângulo de incidência chamado ângulo limite (L) a luz não
mais se refrata, refletindo totalmente na superfície de separação.

Cálculo do ângulo limite (L)
Observe que quando o ângulo de incidência (i) é igual ao ângulo limite (L),
o raio luminoso sai rasante à superfície de separação, sendo o ângulo de
refração, portanto, r = 900.

Deste modo teremos:
nB  sen L  nA  sen 90
nB  sen L  nA  1
nA
sen L 
nB
De modo geral, podemos escrever:

Resumindo: O fenômeno da Reflexão Total(ou Reflexão Interna) só pode
acontecer quando o raio incidir em um meio menos refringente. E só
acontece quando o ângulo de incidência for maior que o ângulo limite (L)
REFLEXÃO TOTAL (OU INTERNA) NO DIA A DIA.
• A Fibra Óptica
• Miragens e espelhamento de superfícies.
DIOPTRO PLANO

Devido à refração, a posição aparente de objetos
imersos em líquidos é diferente da posição real.

Cálculo da profundidade aparente.
n (observador)
p'

p
n (objeto)
O ARCO-ÍRIS
O arco-íris, fenômeno dos mais bonitos na natureza, é resultado de
mútiplas reflexões e refrações em gotículas de água suspensas na
atmosfera. Como o índice de refração depende do comprimento de
onda, as diferentes cores sofrerão diferentes desvios, separando-se e
formando o espetáculo.
FIM