Refração
Prof. Wagner Sandre
Refração da luz ao passar do ar para a água
Refração
A refração é o fenômeno ondulatório que ocorre
com a onda quando esta muda de meio.
O
fenômeno
da
refração
sempre
vem
acompanhado da reflexão.
Na refração a freqüência da onda permanece
constante. A velocidade e o comprimento de onda
variam na mesma proporção.
f  cons tante

V    f  V   

V   
Refração de ondas na
superfície de Líquidos





Nomenclatura:
N : normal à superfície no ponto de incidência
i : ângulo de incidência (ângulo formado pelo raio
incidente e a normal)
r : ângulo de refração (ângulo formado pelo raio
refratado e a normal)
Vi e i : velocidade e comprimento de onda da onda
incidente
Vr e r : velocidade e comprimento de onda da onda
refratada
Leis da Refração
Primeira Lei: O raio incidente, a
normal e o raio refratado são
coplanares;
Segunda Lei: Lei de Snell-Descartes
i
sen iˆ Vi


r
sen rˆ Vr
Refração da luz
Obs.: A refração sempre
vem acompanhada da
reflexão
Refração da luz
A velocidade da onda luminosa depende da
densidade do meio. Quanto maior a
densidade de um meio, menor a velocidade
de propagação da onda nesse meio.
Refração da luz
Refringência: resistência
oferece a passagem da luz.
que
o
meio
 maior densidade

meio mais refringent e ( )   menor velocidade
 menor compriment o de onda

 menor densidade

meio menos refringent e ()   maior velocidade
 maior compriment o de onda

Refração da luz - Representação
Luz passando do meio menos para o meio mais refringente:
Raio
incidente
Normal
i
I
R
r
Raio
refratado
V V
R
I


   λR  λI

ˆ ( se iˆ  0)
ˆ
r

i


Neste caso podemos dizer que o raio refratado
aproxima-se da normal
Refração da luz – Representação
com frentes de onda
Frente de
onda
incidente
R  I
Normal
i
I
r
R
Frente de
onda
refratada
Obs.: Nesta figura não representaremos a reflexão
Refração da luz - Representação
Luz passando do meio mais para o meio menos refringente:
Raio
incidente
Normal
i
I
R
r
V V
R
I


   λR  λI

ˆ
ˆ

rˆ  i ( se i  0)
Raio
refratado
Neste caso podemos dizer que o raio refratado
afasta-se da normal
Refração da luz – Representação
com frentes de onda
Frente de
onda
incidente
Normal
R  I
i
I
r
R
Frente de
onda
refratada
Obs.: Nesta figura não representaremos a reflexão
Refração da luz - Representação
Luz passando do meio mais para o meio menos refringente:
Normal
i=0º
Raio
incidente
I
R
r=0º
Raio
refratado
V V
R
I


   λR  λI

ˆ 0o
ˆ
r

i


Neste caso tivemos uma refração sem desvio
Refração da Luz
Desvio angular do raio refratado
Normal
Normal
i
i
r

  rˆ  iˆ
r

  iˆ  rˆ
Índice de Refração absoluto de um meio
Definição: é a razão entre a velocidade da luz no
vácuo e a velocidade da luz no meio considerado.
Nmeio
Vvácuo

Vmeio
onde Vvácuo  3  108 m s
O índice de refração depende da densidade do
meio, do material e da freqüência utilizada para
medi-lo.
Índice de Refração - Observações
Nmeio
Vvácuo

Vmeio
onde Vvácuo  3  108 m s
Nvácuo  1

 Nar  1
N
 demais meios  1
Índice de refração relativo
O índice de refração do meio A em relação ao meio
B, é definido por:
NR ,I
Vvácuo
NR
VR
VI



NI Vvácuo VR
VI
Leis da Refração
O raio refratado, o
raio incidente e a
normal são coplanares.
Lei de Snell:
I NR
sen iˆ VI



R NI
sen rˆ VR
VI
=
VR
=
velocidade
da
onda
velocidade
refratada
da
onda
incidente
I = comprimento de onda da
onda incidente
R = comprimento de onda da
onda refratada
NI = índice de refração do meio
de incidência
NR = índice de refração do meio
de refração
Ângulo Limite de Incidência
O ângulo de incidência é chamado de ângulo limite
(L) se o ângulo de refração for igual a 90o.
Raio
incidente
Normal
i= L
N
n
r= 90º
Raio
refratado
n
ˆ
sen L 
N
Ângulo Limite de Refração
O ângulo de refração é chamado de ângulo limite se
o ângulo de incidência for igual a 90o.
Normal
Raio
incidente
n
N
i=90o
r= L
Raio
refratado
n
ˆ
sen L 
N
Reflexão Total da Luz
  
Condições para que ocorra reflexão total:  
i  L
N
N
N
n
r=0o
i=0o
N
i>L
Neste caso tivemos
uma reflexão total
i=L
i<L
Aplicação da reflexão total
Fibra Ótica
Funcionamento da Fibra Ótica
ar
i>L
casca
núcleo

casca
ar
Aplicação da reflexão total
Miragem
Aplicação da reflexão total
Miragem
I<L
I<L
I>L
Reflexão
total
Ar frio
Ar quente
Ar mais quente
Ar muito quente
Asfalto
Aplicação da refração
Altura Aparente dos Astros
A densidade do ar diminui com a altura
Altura aparente dos astros
A densidade do ar diminui com a altura. Observe
esquema a seguir:
Imagem
Objeto