Física

1. Reflexão e Refração
Agosto/09 Profª Ana Paula Casali

2. REFLEXÃO
• Considere um feixe de luz se propagando em linha
reta no ar e “batendo” numa superfície de vidro
transparente e plana.
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3. LEIS DA REFLEXÃO
• O raio incidente à normal e o raio refletido estão
contidos num mesmo plano.
• O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.
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4. REFRAÇÃO
Refração é a passagem da luz de um meio para outro.
Observamos que, quando um raio de luz incidente for
oblíquo, a refração é acompanhada de desvio de
direção, o que não acontece se a incidência do raio for
perpendicular.
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5. ÍNDICE DE REFRAÇÃO
ABSOLUTO (n)
Chamamos índice de refração absoluto de um meio
para determinada luz monocromática a razão entre a
velocidade da luz no vácuo ( c ) e a velocidade da luz
no meio considerado ( v ).
n = índice de refração absoluto.
c = velocidade da luz no vácuo.
v = velocidade da luz no meio
considerado.
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6. ATENÇÃO
• O índice de refração absoluto no vácuo é igual a 1.
• Em qualquer outro meio o índice de refração absoluto é
maior que 1. O índice de refração absoluto no ar é um
valor próximo de 1, sendo assim vamos considerar n ( ar )
= 1.
• O índice de refração é inversamente proporcional à
velocidade de propagação da luz, ou seja, quanto maior
for o índice de refração de um meio, menor será a
velocidade de propagação da luz nesse meio.
• O meio que tem maior índice de refração tem maior
refringência e vice-versa. Refringência, portanto, é a
medida do índice de refração absoluto.
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7. INDICE DE REFRAÇÃO
RELATIVO
O índice de refração de um meio A em relação ao meio
B ( nA, B ) é obtido através da fórmula ao abaixo:
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8. LEIS DA REFRAÇÃO
1ª) O raio incidente, a normal e o raio refratado são
coplanares.
2ª)
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9. LEI DE SNELL
Dependendo do índice de refração e dos ângulos
formados pelos raios, podemos ter três resultados
diferentes:
1º) n2 = n1 e β1 = β2, o raio não desvia.
MEIO 1
MEIO 2
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10. 2º) n2 > n1 e β2 < β1:
MEIO 1
β1
β2
MEIO 2
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11. 2º) n2 < n1 e β2 > β1:
MEIO 1
β1
β2
MEIO 2
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12. REFLEXÃO
TOTAL
Seja uma fonte pontual no água com raios que atingem
a superfície do ar. À medida que o ângulo de incidência
aumenta, o ângulo de refração também aumenta até
que se atinge um ângulo de incidência limite, com o qual
o ângulo de refração é 90º. Quando os ângulos de
incidência forem maiores de este ângulo limite, não
haverá raio refratado, toda a energia será refletida –
reflexão total.
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14. APLICAÇÕES
1ª) Através da reflexão total é explicado porque o
brilhante apresenta um brilho intenso. Sendo o ângulo
limite do diamante pequeno (L = 24º), a maior parte da
luz que penetra no diamante sofre várias reflexões totais,
enquanto, que a refração corresponde a uma pequena
parte da luz. Outro fator, é que as pedras são lapidadas
de tal forma que a luz incidente numa face seja
totalmente refletida nas outras.
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15. 2ª) A reflexão total também explica a miragem. Quando
o dia está muito quente no deserto ou em uma estrada
asfaltada, o ar próximo ao asfalto ou à estrada
apresenta densidade menor que nas camadas
superiores. A luz, ao incidir sobre um objeto, sofre
refrações sucessivas e quando chega às camadas de
ar próximas às superfícies do asfalto ou do areia, sofre
reflexão total, fazendo com que estas superfícies
funcionem como espelhos. Você já deve ter observado
esta formação de imagem na estrada; você tem a
impressão que tem uma poça d'água na estrada
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17. 3ª) Outra aplicação de reflexão total é a fibra ótica,
que é usada nos sistemas de comunicação e na
medicina para examinar internamente o corpo
humano. É constituída de um fio muito fino de
quartzo(1/10 mm de diâmetro, aproximadamente).
Quando um feixe de luz penetra em uma fibra ótica
sofre múltiplas reflexões totais nas paredes internas,
fazendo com que a luz seja conduzida ao longo de
uma trajetória qualquer.
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18. Para que ocorra reflexão total, o raio de luz tem que estar
passando do meio mais refrigente para o meio menos
refrigente, pois deste modo, o ângulo de refração se afasta
da normal.
Se o ângulo de incidência for maior que o ângulo limite,
haverá reflexão total.
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19. EXEMPLOS
1) A luz atravessando o ar, incide sobre uma superfície de
água sob o ângulo de incidência de 45º. Se o índice de
refração da água for 1,33, qual o ângulo de refração?
2) Um certo vidro tem índice de refração n = 1,50. Qual o
ângulo limite de reflexão total, quando a luz está no
vidro e incide numa superfície vidro-ar?
3) Uma lâmpada acesa, de dimensões desprezíveis, está
no fundo de uma piscina cuja profundidade é 2m.
Determine o raio do menor disco de material opaco
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20. Para que, devidamente colocado na superfície d´água,
não permita a saída de nenhuma luz para a atmosfera.
(n ar= 1; nágua = 1,33)
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