Refração da luz

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A REFRAÇÃO DA LUZ E AS LEIS DA REFRAÇÃO
OBJETIVOS
Identificar e conceituar:
Dióptro
Raio Incidente
Raio Refratado
Ponto de incidência
Ângulo de incidência e ângulo de refração
Disperção
Enunciar:
A primeira lei da refração
A segunda lei da refração
Conceitos e determinar o ângulo de refração
Definir e determinar:
O índice de refração absoluto;
O índice de refração relativa; 
Material necessário.
01 painel básico para banco óptico;
01 Lanterna laser
01 Perfil dióptrico em forma de meio círculo
Fundamentação Teórica
Denominamos refração o fenômeno de mudança de direção de um raio luminoso ao 
passar d e um m eio de propagação pa ra outro cuja s características são difer ences ao que tan ge 
a transmissão de luz. Por exemplo, um feixe atinge uma superfície que separa o ar e a água, 
parte da energia luminosa é refletida e uma outra parte penetra no se gundo meio, porém com 
uma certa mudança de direção. 
Mas, quando a incidência da luz dá-se num ângulo de 0° com a normal no ponto de 
incidência, não há mudança na direção. 
Um exemplo prático da difração é verificado quando se toma al gum tipo de líquido 
transparente com o auxílio de um canudo. Ao olharmos para a parte do canudo que se 
encontra im ersa no líquido, temos a impressão de que tal objeto está “quebrado”, mas não é 
necessariamente isto que ocorre. O que acontece é que o ar e o líquido possuem características 
de transmissão da luz diferentes. Este é o fenôme no conhecido como refração. 
Os meios de propagação possuem uma característica própria quanto à transmissão de 
luz, tal índice é denominado de Índice de Refração.
Índice de refração é uma grandeza que expressa a velocidade que a luz possui num 
determinado meio de tra nsmissão e é d efinido po r: 
, onde c é a v elocidade da luz no 
vácuo e v é a velocidade da luz no meio em questão. É válido ressaltar que o índice de 
refração depende do comprimento de onda da luz . Este é o chamado índice de refração 
absoluto, mas geralmente, como o fenômeno envolve dois meios, é costume definir -se o 
índice de refração relativo entre os meios envolvidos. Este índice é obti do através da razão 
entre os índic es destes meios. Por exemplo, se qu isermos saber o índice de refração do meio 
A em relação ao meio B, fazemos: 
. 
Através da propriedade de que os raios de incidência, a normal e o raio de refração 
estão em um mesmo plano, ou seja, são coplanares, a relação abaix o é válida: 
Esta é a chamada Lei de Snell-Descartes. 
Trabalharemos tamb ém com um objeto chamado de Dióptro, que nada m ais é que o 
conjunto de dois meios homogêneos e transparentes separados por uma superfície plana
O dióptro utilizado em nosso experimente é formado por a crílico, o que é um material 
transparente, porém com índice de refração diferente do que possui o ar. 
Outro elemento ótico que utilizaremos neste experimento é a Lâmina de Faces 
Paralelas. A lâmina de faces paralelas é formada por dois dióptros planos paralelos, portanto, 
sendo formada por três meios homogêneos e tra nsparentes, separados po r duas superfícies 
planas paralelas. 
Através de estudos realiz ados neste sentido, concluiu -se que na lamina de f aces 
paralelas, sendo iguais os meios externos, o raio emergente é par alelo ao raio incidente, 
ocorrendo apenas um desvio (d) lateral (translação) do raio luminoso ao atravessar a lâmina. 
Um elemento ótico hoje em dia bastante f alado é a Fibra Ótica. Fibras ópticas são 
“fios de vidro”, amplamente utiliz ados nas telecomunicações e seu funcionamento é simples: 
cada filamento constituinte de uma fibra ópti ca é formado b asicamente de um nú cleo central 
de vidro com índice de refração elevado e de uma casca envolvente feita de vidro com índice 
de refração menor. 
Seu funcionamento ocorre da seguinte forma: o feixe de luz que penetra no filamento 
sofre suc essivas reflexões tot ais na superfície de s eparação entre os dois tipos de vidro, assim 
vai caminhando, podend o percorrer dessa forma até milhares de quilômet ros, devido à baix a 
perda de energia. Por isso, modulada de modo conveniente, essa luz pode ser transformada em 
sinal elétrico, sonoro ou luminoso conforme a informação transmitida. 
Vejamos al gumas das vantagens de s e uti lizar fibras óticas ao invé s de cabos 
metálicos:
Elas multiplicam por mil ou mais a capacidade de transportar informações; 
 Sua matéria-prima (sílica) é mais abundant e que os metais, contribuindo assim para 
baixar o custo de produção; 
 Não sofrem interferências elétricas ou ma gnéticas, impedindo assim que haja as li nhas 
cruzadas e até mesmo os grampos telefônicos; 
 São imunes a falhas, o que tornas as comunicações mais confiáveis; 
 Os fios de vidro são mais resistentes à ação do ambiente, ou seja, não enferrujam com 
a umidade, não s e ox idam e não são atacadas pelos agentes químicos que normalmente agem 
sobre os metais. 
A reflexão in terna total é o mais importante con ceito físico que se aplica numa fibra 
ótica, pois é nisto que se baseia o principio de transmissão de todas as fibras. Porém, se o ângulo do raio refratado tende a 90º, isto pode comprometer a transmissão, este ângulo é 
então chamado de ângulo crítico. 
Uma fibra óptica é um capilar formado por materiais cristalinos e homogêneos, 
transparentes o bastante para guiar um feixe de luz (visível ou infravermelho) através de um 
trajeto qualquer. As es truturas básicas d esses capilares são cilindros concêntricos com 
determinadas espessuras e com índices de refração tais que permitam o f enômeno da reflexão 
interna total. O centro d a fibra é chamado d e núcleo e a região externa é chamada de casca. 
Para que ocorra o fenômeno da refl exão interna total é necessário que o índice de refração do 
núcleo seja maior que o índice de refração da casca, pois a r eflexão total ocorre quando o 
sentido de propagação da luz for do meio mais refringente para o menos refringente. 
Existem ainda os guia de ondas , que têm um funcionamento baseado na reflexão 
interna total. Tal fenômeno já foi explicado anteriormente
DADOS OBTIDOS
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