Refração da Luz: entenda o fenômeno

A refração da luz é um fenômeno óptico, em que ocorre a mudança de direção de propagação de um feixe de luz, e que podemos observar quando esse feixe muda de meio de propagação. Essa mudança de direção se dá pela variação do índice de refração ‘𝑛’ do meio, que é uma propriedade variável para cada meio de propagação, ou seja, é dependente do material do qual esse meio é feito. Willebrord Snell, no século XVII, observou experimentalmente pela primeira vez esse fenômeno e, posteriormente, René Descartes deduziu a relação matemática que descreve tal fenômeno. Foram descritas duas leis para a refração da luz:

1ª Lei da Refração: O feixe de luz incidente, o feixe de luz refratado e a linha normal à superfície no ponto de incidência estão contidos no mesmo plano;

2ª Lei da Refração (Lei de Snell): Os senos dos ângulos de incidência e de refração são diretamente proporcionais às velocidades de propagação e ao comprimento de onda da luz nos respectivos meios, e inversamente proporcional ao índice de refração dos respectivos meios, ou seja:

FormulaRegfracao

Dessa equação, temos:

𝜃1 = ângulo de incidência;
𝜆1 = comprimento da onda no meio 1;
𝜃2 = ângulo de refração;
𝜆2 = comprimento da onda no meio 2;
𝑣1 = velocidade da onda no meio 1;
𝑛1 = índice de refração do meio 1;
𝑣2 = velocidade da onda no meio 2;
𝑛2 = índice de refração do meio 2;

Podemos observar, a partir da Lei de Snell, a relação entre velocidade de propagação da onda, os comprimentos de onda, os índices de refração dos meios e os ângulos de refração e de incidência. Sempre que houver mudança de meio, e os meios tiverem índices de refração diferentes, há essa mudança de direção, velocidade e comprimento da onda, mas a frequência da onda continua sempre a mesma!

No cotidiano, podemos observar esse fenômeno com a luz do sol, por exemplo, que se propaga no váculo (𝑛=1,0000) até chegar na nossa atmosfera (𝑛=1,0003), ou seja, quando a luz que sai do sol entra na atmosfera, ela sofre uma pequena refração. Outro exemplo é o de observar algo que está imerso na água (𝑛=1,3321) ou em qualquer outro líquido, como um peixe, ou um lápis dentro de um copo d’água.

Refração da Luz: entenda o fenômeno

Estudante de Licenciatura em Física, laboratorista do laboratório de física da UP, nada tímido, nem com quem não me conhece (tipo mesmo), um livro aberto hehe // Jesus Freak!

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