O documento discute os conceitos de refração da luz, incluindo: 1) A refração ocorre quando a luz muda de velocidade e direção ao passar de um meio para outro; 2) O índice de refração é a razão entre a velocidade da luz no vácuo e no meio, e depende da densidade do meio; 3) A lei de Snell descreve como o ângulo de incidência e refração se relacionam entre os meios.

1. REFRAÇÃO DA LUZ

2. À passagem da luz de um meio para outro damos o nome de refração.
Quando a luz passa de um meio material para outro meio ocorre duas coisas. A
primeira é que a velocidade da luz muda. A segunda é que quando a incidência é
oblíqua, a direção de propagação também muda.
CONCEITO DE REFRAÇÃO
Refração da luz ao passar do ar para a água

3. LUZ
Há desvio
R.I
R.R
Quando a luz índice obliquamente à superfície de separação de dois meios
transparentes, a refração é acompanhada de mudança na direção de
propagação da luz.

4. ar
água
R.I
R.R
Quando a luz incide perpendicularmente à superfície de separação de dois meios
transparentes, a refração não é acompanhada de mudança na direção de
propagação da luz.

5. A refração sempre vem acompanhada da reflexão.
• parte da luz é refletida;
• parte da luz é absorvida;
• parte da luz é
refratada(atravessa).

6. ÍNDICE DE REFRAÇÃO
Ao mudar de meio, a luz muda de velocidade. Isto é de certa forma esperado, pois
ao aumentarmos a densidade de um meio maior será a dificuldade de propagação
nele. A velocidade da luz no vácuo é a maior que qualquer objeto pode atingir.
Simbolizamos por “c” a velocidade da luz no vácuo. Num outro meio qualquer a
velocidade da luz (V) é menor que “c”.
O índice de refração de um meio é a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a
velocidade da luz no meio considerado.
n = C
V
O índice de refração não tem unidade, é uma grandeza adimensional.
c = velocidade da luz no vácuo (m/s)
c = 3 x 108 m/s
v = velocidade da luz no meio (m/s)
UNIDADE:
c  m/s
v  m/s
n = c  m/s
V  m/s

7. ÍNDICE DE REFRAÇÃO RELATIVO

8. RI
RR
NORMAL
AR
ÁGUA
RI : RAIO INCIDENTE
RR : RAIO REFRATADO
LEIS DA REFRAÇÃO

9. I
R
Normal
Raio
incidente
Raio
refratado
1ª Lei: O raio incidente, a reta normal ao ponto de incidência e o
raio refratado, estão no mesmo plano.

10. RI
RR
NORMAL
AR
ÁGUA
i
r
i = ângulo de incidência
r = ângulo de reflexão
Alterando o ângulo “i” haverá uma alteração no ângulo “r”.

11. I
R
Normal
i
r
Raio
incidente
Raio
refratado
Meio 1
Meio 2
2 a Lei: O produto do índice de refração absoluto de um meio pelo seno
do ângulo que a luz forma com a normal nesse meio, é constante para
os dois meios:
n1 x sen i = n2 x sen r

12. Casos de Refração

13. I
R
Normal
i
r
Raio
incidente
Raio
refratado
a) Luz passando do meio menos para o meio mais
refringente:
Neste caso podemos dizer que o raio
refratado aproxima-se da normal

14. I
R
Normal
i
r
Raio
incidente
Raio
refratado
Neste caso podemos dizer que o raio
refratado afasta-se da normal
b) Luz passando do meio mais para o meio menos
refringente:

15. I
R
Normal
i=0º
r=0º Raio
refratado
Neste caso teremos uma refração
sem desvio
Incidência perpendicular:
Raio
incidente

16. REFLEXÃO TOTAL
Considere um raio de luz se propagando de um meio menos refringente ( nar=1)
para um meio mais refringente ( nágua=1,33). Nesse caso o raio refratado r se
aproxima da normal. (figura 1). Aumentando o ângulo de incidência para i’, o
ângulo de refração aumenta para r’ (figura 2). O máximo de aumento do ângulo de
incidência ocorre na figura 3, onde i’’ = 90o e que corresponderá a um ângulo de
refração r’’. Nesse caso, o raio de luz incide praticamente paralelo à superfície da
água (incidência rasante) e não é mais possível aumentar o ângulo de incidência.

17. Agora vamos fazer o caminho inverso, ou seja, vamos fazer a luz se refratar da
água para o ar e pelo princípio da reversibilidade a luz percorre o mesmo caminho
das figuras anteriores, só que no sentido inverso. Verifique na figura 3
que, quando a luz incide na superfície da água com ângulo r’’, ela se refrata no ar
praticamente paralelo à superfície da água (emergência rasante). Nesse caso
específico, denominamos r’’ de ângulo limite L.
A partir daí começa o que denominamos de reflexão total. Para qualquer ângulo
de incidência maior que o ângulo limite L ( i > L), o raio de luz sofre reflexão total
ou reflexão interna retornando à água tal que i = r .

19. Considere dois meios homogêneos e transparentes A e B, tal que nA > nB e com a
luz se refratando de A para B.
Aplicando a lei de Snell-Descartes na figura acima, temos:
nA.sen L = nB.sen90o
nA.sen L = nB.1
A
B
n
n
Lsen
Cálculo do ângulo limite:

20. OBS:
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)

21. 1. Em um experimento, a luz atravessa uma placa de
vidro com velocidade igual a 2 . 108m/s . Sabendo que a
velocidade da luz no vácuo é de 3 .108 m/s , qual o
índice de refração do vidro?

22. 2. A figura mostra um raio de luz monocromática que se
propaga no ar formando um ângulo de 30° com a
superfície. Quando o raio passa a incidir no outro meio o
ângulo de refração observado é de 60°.
A partir destas informações calcule:
(a) O índice de refração da luz no segundo meio.
(b) A velocidade da luz neste meio.

25. 3. O ângulo limite para determinado par de meios é 45°.
Determine o índice de refração relativo entre eles.