O que acontece quando uma onda sofre refração?

A refração da luz é um fenômeno óptico que ocorre quando a luz sofre mudança do meio de propagação, ou seja, do meio de incidência para o meio de refração, onde há variação de velocidade da propagação. Lembre-se que a luz é uma forma de onda que se propaga em determinada velocidade e essa velocidade dependerá do meio no qual ela se propaga.

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Incidência da luz
Leis da Refração da Luz
Índice de Refração
Índice de Refração Absoluto
Índice de Refração Relativo
Exercício Resolvido
Quando uma onda sofre refração?
O que acontece quando uma onda sofre reflexão?
O que acontece na refração?
Que tipo de ondas sofrem refração?

Dessa maneira, considera-se a velocidade da luz no ar, diferente da água, de modo que quando passa de um meio para o outro, seja um copo de vidro com água, ocorre a refração, ou o desvio do feixe de luz.

Nesse processo, ocorrerá a diminuição da velocidade da luz e do comprimento da onda, entretanto a frequência (constante de proporcionalidade) não será alterada. Por isso, quando colocamos um objeto num copo com água, ou quando observamos uma piscina estando fora dela, temos a ilusão de que o objeto está quebrado, no caso do copo, e a piscina possuir menor profundidade.

Incidência da luz

No fenômeno da refração, ocorre a alteração da velocidade de propagação da luz por meio de um desvio da direção original, ou seja, a luz sofre um desvio angular em relação à reta normal, de modo que passa de um meio transparente para outro transparente diferente.

Assim, se a incidência da luz no meio for normal, ou seja, apresenta o ângulo de incidência igual a zero, a luz não sofrerá desvio e, portanto, seu ângulo refratado será nulo. Por outro lado, quando a incidência da luz provoca um desvio oblíquo, o raio luminoso se aproximará mais da reta normal, levando ao desvio na trajetória luminosa, ou seja, o fenômeno da refração.

Veja também: Tudo sobre a luz.

Dioptro

Na física, dioptro corresponde à interface entre dois meios homogêneos e transparentes, e segundo a superfície dióptrica (forma da superfície de separação entre os meios), os dioptros são classificados em: planos, esféricos, cilíndricos, dentre outros.

Leis da Refração da Luz

O fenômeno da refração é regido por duas leis básicas:

Primeira Lei da Refração: regida pelo enunciado “O raio incidente, o raio refratado e a normal, no ponto de incidência, estão contidos num mesmo plano”, ou seja, são coplanares. Em outros termos, o plano de incidência e o plano da luz refratada coincidem.
Segunda Lei da Refração: A Lei de Snell-Descartes é aquela em que calcula-se o valor do desvio sofrido pela refração da luz. Postula que “Os senos dos ângulos de incidência e refracção são diretamente proporcionais às velocidades da onda nos respectivos meios”, representado pela expressão: na.senθa = nb.senθb.

Índice de Refração

O índice de refração determina a relação existente entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade no meio. Note que quanto maior a frequência da luz, maior será o índice de refração; são classificados em: absoluto e relativo.

Índice de Refração Absoluto

Representado pela letra n, o índice de refração absoluto corresponde a razão entre a velocidade da luz no vácuo (c) e a velocidade da luz no meio considerado (v), na medida que, quanto maior for o índice de refração de um meio, menor será a velocidade de propagação da luz nesse meio. Observe que o índice de refração absoluto sempre tem um valor maior ou igual a 1 (n ≥ 1), sendo calculado pela seguinte expressão:

Donde:

n: índice de refração (adimensional, não há unidade de medida)

c: velocidade da luz no vácuo (c = 3.108 m/s)

v: velocidade da luz no meio (m/s)

Índice de Refração Relativo

O índice de refração relativo calcula o índice de um meio para o outro, expresso pela seguinte fórmula:

Onde,

n: índice de refração (adimensional, não há unidade de medida)

v: velocidade da luz no meio (m/s)

Exercício Resolvido

Calcule o índice de refração do vidro, se a luz que atravessa a placa possui velocidade 2.108m/s. Considere o valor da velocidade da luz no vácuo: 3.108 m/s

Para calcular o índice de refração de determinado meio, utiliza-se a expressão: n = c/v, assim, basta substituir os valores no qual (c) representa a velocidade da luz no vácuo, e (v) a velocidade no meio:

n = 3.108/2.108

n = 1,5

Logo, o índice de refração do vidro é 1,5.

Para saber mais sobre o fenômeno de reflexão: Reflexão da Luz.

Quando uma onda sofre refração?

Refração: Ocorre refração quando a onda muda seu meio de propagação. A luz do Sol, por exemplo, vem da estrela através do vácuo e sofre refração ao entrar na atmosfera terrestre. Na refração, a velocidade de propagação da onda será alterada, pois a mudança de meio gera mudança no comprimento de onda.

O que acontece quando uma onda sofre reflexão?

É o fenômeno que ocorre quando uma onda incide sobre um obstáculo e retorna ao meio de propagação, mantendo as características da onda incidente. Independente do tipo de onda, o módulo da sua velocidade permanece inalterado após a reflexão, já que ela continua propagando-se no mesmo meio.

O que acontece na refração?

A refração ocorre quando a luz atravessa a interface entre dois meios ópticos e transparentes, como ar e água. Quando isso acontece, a velocidade de propagação da luz muda, uma vez que essa velocidade depende de uma característica de cada meio óptico chamada de índice de refração absoluto.

Que tipo de ondas sofrem refração?

É o fenômeno que ocorre quando uma onda passa de um meio para outro de características distintas, tendo sua direção desviada. Independente de cada onda, sua frequência não é alterada na refração, no entanto, a velocidade e o comprimento de onda podem se modificar.