REFRAÇÃO DA LUZ LEDUCAR 2012

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE RORAIMA 
CENTRO DE EDUCAÇÃO – CEDUC 
LICENCIATURA EM EDUCAÇÃO DO CAMPO 
CIÊNCIAS DA NATUREZA E MATEMÁTICA 
FÍSICA: PROF. MSC. RONALDO CUNHA 
FÍSICA – ÓPTICA – REFRÇÃO DA LUZ Página 1 de 3 
 
REFRAÇÃO DA LUZ 
 
01 – REFRAÇÃO: é a variação de velocidade da luz ao 
mudar de meio. A refração pode ser acompanhada por um 
desvio na direção de propagação da luz, ou não. 
 
2 – ÍNDICE DE REFRAÇÃO DE UM MEIO (n): é a relação 
entre a velocidade da luz no vácuo (c = 3. 108 m/s) e a 
velocidade da luz no meio considerado (v). 
 
Obs1: Comparando dois meios, o de maior índice de 
refração é o que apresenta maior refringência (meio mais 
refringente). 
 
Obs2: Quando dois meios apresentam o mesmo índice de 
refração, um é invisível em relação ao outro, dizemos que 
existe uma continuidade óptica. 
Isto acontece com o bastão de vidro e o tetracloroetileno 
na figura: 
 (nvidro = ntetracloroetileno). 
 
03 – LEIS DA REFRAÇÃO. 
Seja Ri um raio de luz incidente que forma, com a normal 
N, o ângulo de incidência i. Após a refração, origina-se o 
raio refratado Rr, que forma com a normal o ângulo de 
refração r. 
 
 
 
1ª LEI: o raio incidente (Ri), a normal (N) e o raio refratado 
(Rr) estão no mesmo plano. 
 
2ª LEI ( OU LEI DE SNELL- DESCARTES): o produto do 
índice de refração do meio no qual se encontra o raio pelo 
seno do ângulo que esse raio forma com a normal é 
constante. 
 
Assim, se a velocidade diminui, o raio refratado se 
aproxima da normal; e se a velocidade aumenta, se afasta 
da normal. 
 
04 – ÂNGULO LIMITE E REFLEXÃO TOTAL. 
Considere um raio de luz passando do vidro, meio mais 
refringente, para o ar, meio menos refringente (Fig.a). 
 
Aumentando o ângulo de incidência i, observamos que o 
raio refratado afasta-se da normal (Fig.b). Quando o 
ângulo de refração atinge seu valor máximo, r = 900, o 
ângulo de incidência atinge o ângulo limite, i = L (Fig.c). Se 
ângulo de incidência for superior ao ângulo limite (i > L), a 
luz sofre a reflexão total. 
 
 
 
 
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Assim, para ocorrer a reflexão total, a luz tende a 
passar do meio mais refringente para o meio menos 
refringente e o ângulo de incidência deve ser maior que o 
ângulo limite (i > L). 
Uma das principais aplicações da reflexão total 
reside na fabricação da fibra óptica. 
O índice de refração do núcleo da fibra óptica é 
maior do que o da casca (nnúcleo > ncasca). Dessa forma, as 
mensagens transmitidas por impulsos luminosos podem 
se propagar no interior da fibra óptica por sucessivas 
reflexões. 
 
05 – DIOPTRO PLANO: é o conjunto de dois meios 
homogêneos, transparentes e distintos, por exemplo, a 
água e o ar. 
 
 
 
Para pequenos ângulos de refração (r < 100) é válida a 
relação: 
 
Obs: O observador vê uma imagem virtual do objeto numa 
posição acima da real. 
 
06 – FENÔMENO DA MIRAGEM. 
O ar em contato com o solo, está mais quente e por isso 
menos denso que as camadas superiores. Os raios 
luminosos que partem do objeto, ao descerem, passam 
para meios menos densos (menos refringentes) e se 
afastam da normal, até ocorrer reflexão total numa 
camada. 
 
 
07 – RESUMÃO. 
1 - Ar próximo ao solo menos denso. 
2 - Menor índice de refração. 
3 - Maior velocidade de propagação da luz 
4 - Incidência maior que o ângulo limite. 
5 - Reflexão total. 
 
08 – DISPERSÃO DA LUZ. 
É a decomposição da luz nas diversas luzes 
monocromáticas que a constituem. Luzes de diferentes 
freqüências, propagam-se na matéria com diferentes 
velocidades, ou seja, percebem na matéria diferentes 
índices de refração. 
 
 
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Como a luz vermelha é a que menos sofre desvio, então o 
índice de refração do vidro para esta cor é menor, sendo 
maior para a luz violeta. 
 
O ARCO-ÍRIS. 
 
O arco-íris é uma das conseqüências da dispersão da luz. 
Ele se forma quando a luz do Sol incide em gotículas de 
água em suspensão na atmosfera, durante ou após a 
chuva. Um raio de luz que penetra em uma gota se refrata, 
sofrendo dispersão. O feixe colorido é refletido na 
superfície interna da gota e, ao emergir refrata novamente, 
o que causa a separação de cor. 
 
Um observador situado entre a superfície da Terá não 
recebe todas as cores provenientes de uma só gota, pois 
estas cores, ao atingirem o solo, estão muito separadas 
umas das outras. Como se pode ver pela figura pela 
figura, a luz vermelha que chega ao observador é 
proveniente de gotas mais altas e a violeta, de gotas mais 
baixas. As outras cores do espectro, naturalmente, são 
provenientes de gotas situadas entre esses extremos. 
 
 
Exercícios 
01 – Certa luz monocromática apresenta num meio 
material velocidade igual a 150.000 km/s. Sendo a 
velocidade da luz no vácuo 300.000 km/s, determine o 
índice de refração absoluto para esse meio. 
02 – Determine o índice de refração absoluto de um 
líquido onde a luz se propaga com a velocidade de 
200.000 km/s. A velocidade da luz no vácuo é 300.000 
km/s. 
03 – O índice de refração absoluto da água é 1,3 para 
certa luz monocromática. Qual a velocidade de 
propagação da luz na água, se no vácuo ela se propaga 
com a velocidade de 300.000 km/s? 
04 – O índice de refração absoluto do vidro é 1,5 para 
certa luz monocromática. Qual a velocidade de 
propagação dessa luz no vidro? 
05 – A velocidade da luz amarela num determinado meio é 
4/5 da velocidade da luz no vácuo. Qual o índice de 
refração absoluto desse meio? 
06 – Numa substância A, a velocidade da luz é 250.000 
km/s; numa substância B é 200.000 km/s. Determine: 
a) o índice de refração relativo da substância A em relação 
à substância B; 
b) o índice de refração relativo da substância B em relação 
à substância A. 
07 – O índice de refração absoluto da água é 1,3 e o do 
vidro é 1,5. Determine os índices de refração relativos da 
água em relação ao vidro e do vidro em relação à água. 
08 – Se o índice de refração de uma substância X em 
relação a outra Y é 0,5 e o índice de refração absoluto de 
Y é 1,8, qual é o índice de refração absoluto de X? 
09 – Se o índice de refração de uma substância X em 
relação a outra Y é 0,6 e o índice de refração absoluto de 
Y é 1,5, qual é o índice de refração absoluto de X? 
10 – Um raio luminoso incide na superfície que separa o 
meio A do meio B, formando um ângulo de 60o com a 
normal no meio A. O ângulo de refração vale 30o e o meio 
A é o ar, cujo índice de refração é nA = 1. Determine o 
índice de refração do meio B (nB). Dados: sen 30o = 0,5 e 
sem 60o = 0,9. 
11 – Quando se propaga de um meio A para um meio B, 
incidindo sob ângulo de 45o com a normal, um raio 
luminoso se refrata formando com a normal um ângulo de 
60o . Sendo 1,4 o índice de refração do meio B, determine 
o índice de refração do meio A . ). Dados: sen 45o = 0,7 e 
sem 60o = 0,9. 
12 – Um raio luminoso passa do vidro para o ar, sendo o 
ângulo de incidência 30o e o de refração 45o . Calcule o 
índice de refração do vidro em relação ao ar. Dados: sen 
30o = 0,5 e sem 60o = 0,7. 
13 – Um raio de luz passa do meio 1 para o meio 2, 
ambos transparentes. O ângulo de incidência é igual a 45o 
e o ângulo de refração 30o . Calcule o índice de refração 
do meio 2 em relação ao meio 1. Dados: sen 30o = 0,5 e 
sem 45o = 0,7 
14 – Um raio luminoso passa do ar para a água formando 
um ângulo i = 30ocom a normal. Sabendo que o índice de 
refração da água em relação ao ar vale 4/3, calcule o valor 
do ângulo de refração. 
15 – Um raio de luz monocromático violeta propaga-se 
sobre um vidro com velocidade v = 240.000 Km/s. O índice 
de refração absoluto do vidro para a onda luminosa é: 
a) 0,8 b) 1,0 c) 1,25 d) 1,5 e) 1,75