Refração da Luz
Denomina-se refração da luz a mudança de seu meio de propagação, acompanhada de variação na sua velocidade de propagação.
Se a incidência na fronteira que delimita os meios de propagação for normal, não haverá desvio na trajetória da luz, porém se a incidência for oblíqua, a refração será acompanhada de mudança na direção dos raios luminosos.
Portanto, o fenômeno de refração é caracterizado pela variação da velocidade de propagação; o desvio da luz pode ocorrer ou não, dependendo das condições de incidência. É, pois, incorreto conceituar-se REFRAÇÃO como sendo o desvio que a luz sofre ao passar de um meio para outro.
Ao conjunto constituído pelos dois meios de propagação da luz e pela fronteira que os delimita, denominamos dioptro.
O dioptro é dito perfeito, quando toda a luz incidente é refratada.
Em virtude do fenômeno de refração, uni objeto, mergulhado parciainiente na água, parece estar quebrado para cima.
Refração Atmosférica
1. A luz, ao entrar na atmosfera terrestre, sofre pequenas variações ao passar dentre as diversas camadas de ar.
2. Pela refringência ser diretamente proporcional a densidade, a luz desvia do menos refringente para o mais refringente, aproximando-se da reta normal;
3. Quando chega perto do chão existe um ar super aquecido de menor densidade que provoca um desvio do meio mais refringente para o mais refringente, provocando, as vezes, a reflexão total. Isso caracteriza as miragens e as impressões de asfalto molhado que temos;
Reflexão e Refração
Quando um pulso de uma corda atinge uma extremidade (que pode ser fixa ou livre) nota-se que ele volta e, esse fenômeno é denominado reflexão de um pulso.
* Extremidade fixa:
Quando o pulso de um corda choca-se com uma extremidade fixa, o pulso volta tendo sofrido um inversão de fase, ou seja, reflexão com inversão de fase, onde o suporte da corda exerce uma força de reação em sentido contrário.
* Extremidade livre:
Quando o pulso de corda atinge um extremidade livre, ele volta não sofrendo um inversão de fase, isto é, sofre um reflexão sem inversão de fase. Isso acontece porque a extremidade livre não exerceu a força de reação esperada e, assim o eixo movimenta-se para cima e para baixo acompanhando o movimento do pulso.
Considere agora um sistema de duas cordas diferentes onde uma é mais pesada que a outra. Com o sistema montado produz-se um pulso na extremidade da corda de menor densidade linear em direção da corda de maior densidade. O que ocorre é que para a corda de menor densidade, a corda de maior densidade funcionará como uma extremidade fixa, no entanto esta sofrerá uma refração de pulso onde parte do pulso da corda de menor densidade passa para a corda de maior densidade. Assim o pulso refratado sai na mesma fase em que foi recebido, ou seja, se o pulso estiver para cima, o pulso refratado também estará para cima e vice-versa, com isso o pulso refletido sofrerá uma inversão de fase e o pulso refratado não sofrerá.
Se invertermos o sistema e aplicarmos uma força na corda de maior densidade, a corda de menor densidade funcionará como uma extremidade livre e, assim q o pulso atingi-la ela irá refratá-lo e, como já havia sido dito, o pulso refratado não sofre inversão de fase. O pulso refletido também não sofrerá uma inversão de fase, devido à corda de menor densidade funcionar como uma extremidade livre.
Definição de Refração da luz
Por que a luz se desvia ao passar de um meio transparente para outro?
Desde o século 19 já se sabia que a luz é uma forma de onda que se propaga com alta velocidade. Mas, essa velocidade depende do meio por onde a luz está se propagando. No ar, a velocidade da luz é quase 300.000 quilômetros por segundo. No interior de um vidro transparente ela se reduz a uns "meros" 200.000 km/s. É essa mudança de velocidade que faz o feixe de luz se desviar ao passar do ar para o vidro.
O astrônomo John Herschell explicou esse desvio com uma analogia engenhosa. Ele comparou a onda de luz a uma formação de soldados que passa de um chão rijo (asfalto) para outro mais frouxo (areia). É claro que na areia a velocidade das fileiras de soldados fica reduzida. O resultado disso é duplo: a distância entre as fileiras fica menor e a direção da marcha é desviada. Analogamente, ao passar do ar para o vidro, por exemplo, onde sua velocidade se reduz, a onda de luz se desvia e a distância entre as cristas ( o chamado "comprimento de onda") fica menor.
A reflexão total e o ângulo crítico.
O feixe (AO) vem da água com um ângulo de 40o com a normal. Ao passar para o ar, se desvia e passa a fazer um ângulo de 60o com a normal (OB). Se o ângulo na água for aumentando, o ângulo no ar também aumenta. Quando o ângulo na água chega a 49,75o (CO), o ângulo do feixe no ar passa a ser 90o (OD), isto é, o raio de luz sai rasante à superfície da água. Esse ângulo de 49,75o é o ângulo crítico para a luz que sai da água para o ar. E, se a incidência se der com um ângulo maior que o ângulo crítico, 60o (EO), por exemplo? Nesse caso, toda a luz se reflete na superfície e volta para a água (OF). Isso se chama de reflexão total.
Quando o ângulo é menor que o ângulo crítico, a luz se reflete e se transmite, ao mesmo tempo. Mas, quando o ângulo é maior que o ângulo crítico, toda a luz se reflete. É por isso que esse fenômeno se chama de reflexão total.
Quanto maior o índice de refração do meio de onde sai a luz, menor o ângulo crítico. Portanto, maior a chance de haver reflexão total.
Refração no Diamante
Quanto maior o índice de refração de um material transparente, menor o ângulo crítico. Depois que um feixe de luz entra em um material de grande índice de refração, só sai se incidir, internamente, com um ângulo menor que o ângulo crítico.
O diamante tem um índice de refração n = 2,40. Com esse valor do índice de refração, o ângulo crítico do diamante (em relação ao ar) é pouco maior que 24o. Uma vez dentro do diamante, a luz só sai se incidir na superfície interna com um ângulo menor que esse. De 24o até 90o a luz se reflete de volta.
Autoria: Aline Fassina
