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Uma lâmina de vidro de faces planas e paralelas localizada no ar, tem uma espessura de 12cm e um índice de refração de 1,5.

Se um raio de luz monocromática incide na face superior do vidro com um ângulo no inteiro da lâmina de 30º. Determine: (1) O valor do ângulo e o ângulo emergente. (2) O Deslocamento lateral do raio incidente ao atravessar a lâmina. (3) Desenhe a trajetória do raio.

💡 1 Resposta

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Jefferson Queiroz

Pelo que entendi, o raio de luz atingirá a face superior fazendo 30º com a normal. Como o ar e o vidro possuem índices de refração diferentes, podemos usar a lei de Snell para calcularmos o ângulo de refração:
n1.sen(a1) = n2.sen(a2) -> 1.sen(30º) = 1,5.sen(a2) -> 1/2 = 3/2 . sen(a2) -> 1/3 = sen(a2) -> aplicando a função inversa do sono -> arcsen(1/3) = 19,47º

Portanto, a luz se aproxima da normal e faz um ângulo de 19,47º.

Agora precisamos aplicar a lei de Snel novamente, já que o raio irá sair da lâmina. É importante perceber que a única forma de resolver este exercício é se o raio de luz emergir na face inferior!

Podemos aplicar a lei de Snell, mantendo o ângulo de incidência como 19,47º.

n2.sen(a3) = n1.sen(a4) -> 1,5.sen(19,47) = 1.sen(a4) -> 1/2 = sen(a4) -> Sabemos então que a4 = 30º.

Isso sempre será verdade! Sempre quando tivermos uma lâmina de faces paralelas e um raio incidir em uma face e emergir na face oposta, os ângulos não mudarão!

Então o raio emerge com um ângulo de 30º com a normal.

b) Agora teremos que fazer uso da trigonometria. O raio percorreu, na altura, 12 cm. Conseguimos fechar um triângulo retângulo com isso! Não conseguirei desenhar aqui, mas imagine um raio de luz que bate nessa lâmina! O ângulo entre a normal e o raio de luz na parte de baixo, é 19,47º. Portanto, temos o cateto adjacente (12 cm), nos resta calcular o cateto oposto (deslocamento lateral). Podemos fazer isso com uso da tangente:

tg(19,47) = CO/12 -> CO = 4,24 cm

c) Vou tentar fazer o desenho aqui, mas não garanto que funcione:
....\
____\________
|........ \
| .........\
|...........\
|............\
|.............\
|_______\____
..................\

Lembrando, que a inclinação dos raios, dentro e fora da lâmina, são diferentes!
PS.: Os pontos dentro e fora da lâmina estão aí só pra eu conseguir deixar as barras alinhadas

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