REFRAÇÃO DA LUZ

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REFRAÇÃO DA LUZ 
1. ÍNDICE DE REFRAÇÃO 
- A passagem da luz de um meio de propagação para outro, acompanhada de 
variação em sua velocidade de propagação, recebe o nome de refração da luz. Nessa 
passagem de um meio para outro, a velocidade de propagação da luz 
necessariamente se altera. A frequência não se altera na refração, fato observado em 
todas as ondas (não há alteração de frequência quando passa de um meio para o 
outro). 
- A refração pode acontecer com ou sem desfio (raio perpendicular à superfície). 
1.1. ÍNDICE DE REFRAÇÃO 
- Uma grandeza de destaque no estudo da luz, relacionada à sua velocidade de 
propagação, é o índice de refração (n). Mede a dificuldade da luz em se propagar num 
determinado meio. 
n = C/v 
n – índice de refração absoluto. 
C – Velocidade da luz no vácuo. 
v – Velocidade da luz no meio. Sempre será menor que C. 
- No vácuo a velocidade da luz é máxima, pois não há matéria. No meio, a velocidade 
diminui em decorrência do choque da luz com as moléculas do meio. 
- Velocidade da luz no vácuo = 3.105 Km/s ou 3.108 m/s. 
- Dica: no vácuo n= 1. No ar, é comum considerar n = 1, por serem muito próximos. 
Nos meios materiais n > 1. 
- A velocidade da luz varia com a cor e o índice de refração também. No vácuo todas 
as cores têm a mesma velocidade. A cor mais rápida é a vermelha e a menor rápida é 
a violeta. 
1.2. ÍNDICE DE REFRAÇÃO RELATIVO 
- É o quociente entre dois índices de refração absolutos. Mostra a relação existente 
entre dois índices: 
n21 = n2/n1 = v1/v2 
- Fenômeno da continuidade ótica: Quando dois materiais tem um índice de refração 
igual ou muito próximo, a luz não percebe a mudança de meio e dá continuidade à sua 
propagação. O objeto fica “invisível” e alguns animais conseguem alterar o seu índice 
de refração para torná-lo próximo ou igual ao da água e ficar invisível. 
- índice de refração é uma grandeza adimensional. 
2. PRIMEIRA LEI DA REFRAÇÃO 
- O raio incidente “i”, o raio refratado “r” e a reta normal “N” à superfície de separação 
“s” pertencem ao mesmo plano. A reta N sempre é perpendicular à superfície. 
- Sempre ocorre reflexão quando acontece refração. 
- Quando a luz passa deum meio menos refringente para um meio mais refringente, o 
raio luminoso se aproxima da normal. Meio mais refringente (maior índice de refração) 
é aquele que a luz se propaga com velocidade menor. 
3. SEGUNDA LEI DA REFRAÇÃO (LEI DE SNELL-DESCARTES) 
- A razão entre o seno do ângulo de incidência e o seno do ângulo de refração é 
constante para cada dioptro e para cada luz monocromática. 
Seni/senr = v1/v2 ou n1 x seni = n2 x senr 
4. ÂNGULO LIMITE E REFLEXÃO TOTAL 
4.1. ÂNGULO LIMITE 
- Quando o raio refratado está rasante à superfície de separação, o ângulo de refração 
valerá 90º e o ângulo de incidência será o maior possível, sendo definido como o 
ângulo limite de refração. Enquanto o ângulo incidente tende ao limite, o ângulo de 
refração tende a 90º. 
SenL = n(menor)/n(maior) 
4.2. REFLEXÃO TOTAL 
- A reflexão total é um fenômeno óptico que ocorre quando a luz incidente sobre uma 
superfície que separa dois meios, no sentido do maior para o menor índice de 
refração, é totalmente refletida, permanecendo no meio de origem. Esse fenômeno só 
ocorre se o ângulo de incidência for maior que o chamado ângulo limite. 
- Ao ultrapassar o ângulo limite, tem-se o fenômeno da reflexão total. 
- “Do mais pro menos, afastemos”. 
- Usado na fibra ótica. 
 - Para haver reflexão total há duas condições: estar indo de um meio mais refringente 
para um meio menos refringente e o ângulo de incidência tem que ser maior que o 
ângulo limite. 
- A luz em um meio homogêneo e transparente se propaga em linha reta. Caso o meio 
seja heterogêneo, o raio de luz faz curva. Quando há diferença de densidade em um 
mesmo meio, a luz entende como se estivesse passando de um meio para outro 
(diferentes índices de refração). Densidade e índice de refração são diretamente 
proporcionais. Caso a temperatura mude, o índice de refração também muda. Dentro 
de casa ou em um ambiente pequeno, o ar pode ser considerado um meio 
homogêneo. Ao tratar da atmosfera, o ar é mais denso nas proximidades do nível do 
mar e essa variação faz com que se altere o índice de refração. Quando o ar é mais 
frio ele é mais denso e quando é mais quente, menos denso. 
- Variação de densidade e temperatura causa alteração no índice de refração, 
responsável pelo surgimento de miragens. 
- Nosso olho não corrigem trajetórias, pois nossos olhos não reconhecem a trajetória 
dos desvios. Assim, basta haver uma reflexão total ou uma refração acentuada para 
que vejamos uma miragem ou alguma ilusão de ótica. Um exemplo é quando a luz 
entra na atmosfera e tem um suave desvio. Nesse caso, nossos olhos tendem a ver 
uma estrela que estava em um ponto mais baixo, em um local mais alto como uma 
trajetória em linha reta.