1 - O que se entende por refração da luz?
A refração da luz consiste na mudança de direção de propagação quando ela atravessa a superfície de separação de dois meios diferentes.
2 - Qual é a causa da refração da luz?
A refração é causada pela mudança da velocidade de propagação da luz.
3 - Como se denomina a superfície refratora?
A superfície capaz de causar a refração é denominada de diótrico
4 - O que pode ser afirmado sobre as posições do raio incidente, do raio refratado e da normal ao diótrico?
O raio incidente, o refratado e a normal ao diótrico estão contidos no mesmo plano.
5 - Qual é a relação entre o ângulo de incidência do raio luminoso e o ângulo de refração?
Concluímos:
A razão: sen i / sen r, é constante para um par de meios considerados e depende das velocidades de propagação.
6 - Qual o conceito de índice de refração absoluto de um meio?
Denominamos de índice de refração n1 absoluto de um meio 1 à razão entre a velocidade c da luz no vácuo e a velocidade V1 da luz no meio considerado.
n1 = c / V1
Importante:
Como a velocidade da luz no vácuo é máxima, o índice de refração absoluto de um meio material é sempre um número maior do que 1: n1 > 1.
7 - Qual o conceito de índice de refração relativo entre dois meios?
Denominamos de índice de refração do meio 2 em relação ao meio 1 n2,1 à razão entre os índices de refração absoluto dos meios 2 e 1.
n2,1 = n2 / n1
Como n2 = c / V2 e n1 = c / V1 então: n2,1 = V1 / V2
8 - Qual é a relação entre o ângulo de incidência do raio luminoso, o ângulo de refração e os índices de refração absolutos dos meios onde a luz se propaga?
Consideremos a refração mostrada na figura
sen i / sen r = V1 / V2 à sen i / sen r = n2,1 à sen i / sen r = n2 / n1 ou que:
n1.sen i = n2.sen r
9 - O que se entende por um meio mais refringente?
Dizemos que um meio é tão mais refringente quanto maior for o seu índice de refração absoluto.
Conseqüências:
Propriedade | Meio 1 | Meio 2 |
Refringência | menor | maior |
Índice de refração absoluto | menor | maior |
Velocidade de propagação | maior | menor |
Ângulo com a normal | maior | menor |
Regra prática para os meios vácuo, ar, água e vidro: quanto maior a densidade maior a refringência nvácuo < nar < nágua < nvidro .
É importante salientar que se trata de uma regra prática não aplicável a outros meios, uma vez que não há teoricamente uma relação entre a densidade e o índice de refração.
10 - O que é ângulo limite?
Ângulo limite é o maior ângulo de incidência capaz de produzir refração, ou seja é o ângulo de incidência que corresponde a um raio refratado rasante, o que só ocorre quando a luz se propaga de um meio mais refringente para um menos refringente.
11 - O que é a reflexão total?
É o fenômeno que ocorre quando a luz incide com um ângulo superior ao ângulo limite.
A reflexão total só ocorre quando a luz se propaga de um meio mais refringente para um menos refringente.
Aplicações da reflexão total:
- Prismas de reflexão total são dispositivos que substituem os espelhos nos sistemas óticos.
- Fibras óticas são fibras de material flexível e transparente no interior do qual caminha a luz sofrendo reflexões total o que permite mudar a direção de propagação da luz, mudando a forma do conduto.
As fibras óticas possuem larga aplicação em diversos ramos da tecnologia:
na medicina em diversos exames e cirurgias
nas transmissões de dados etc.
12 - Qual é o valor do ângulo limite entre dois meios?
Consideremos os meio mostrados na figura
Sabemos que: n1.sen i = n2.sen r à n1.sen L = n2.sen 90o à n1.sen L = n2
sen L = n2 / n1
Se o meio 2 for o vácuo à n2 = 1
sen L = 1 / n1
13 - O que é a dispersão da luz?
Consiste na decomposição de uma radiação luminosa heterocromática nas radiações componentes, quando ocorre a refração, motivada pelos diferentes índices de refração de cada meio material.
A experiência nos mostra que os meios materiais possuem índices de refração maiores para as freqüências maiores.
Conseqüentemente numa refração da luz passando do vácuo para um meio material as radiações de maior freqüência se aproximam mais da normal.
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