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Refração | Parte II

Esta videoaula é uma continuação da anterior onde tratamos da decomposição da luz pelo processo de refração. Para tanto nos apoiamos no processo de formação do arco-íris e na decomposição da luz pela passagem de prismas.

Transcrição de vídeo

RKA - E aí, pessoal, tudo bem? Nestsa aula, nós vamos falar a respeito de duas leis importantes da refração. E para entender isso, nós temos aqui um plano... Aqui o meu plano... Deixa eu colocar esse desenho aqui. Aqui é o meio de incidência. Eu também tenho a reta normal, que eu vou colocar com estes pontilhados. Aqui nós temos o raio de luz incidente. Então, aqui o raio. E é esse raio aqui. E aqui nós temos o raio de luz refratado. O raio refratado. E esse aqui é o meio de refração. Então, nós temos o meio 1, com um índice de refração. E aqui, nós temos o meio 2. Aqui nós temos um índice de refração, e aqui, outro índice de refração. E lembrando, essa é a reta normal. E a primeira lei da refração diz o seguinte: que o raio incidente, o raio refratado e a reta normal ao ponto de incidência são coplanares. Ou seja, tanto este raio, que é o raio de incidência, quanto o raio refratado, quanto esta reta normal estão no mesmo plano. No caso, o plano aqui é a tela. E a segunda lei da refração é a Lei de Snell, que serve para calcular os desvios dos raios de luz quando mudam de um meio para o outro. E para isso, eu tenho esse ângulo, que é o ângulo "θi", que é o ângulo formado entre o raio de incidência e a reta normal. E tenho esse ângulo aqui, que eu vou chamar de "θr", que é o ângulo entre o raio refratado e a reta normal. Nós sabemos que este raio de incidência tem uma velocidade, um comprimento e uma frequência. E esse raio refratado também tem uma velocidade, um comprimento e uma frequência. E a Lei de Snell diz que seno de "θi" sobre seno de "θr" é a mesma coisa que a velocidade da luz no meio 1 dividido pela velocidade da luz no meio 2. E você sabe que a velocidade de uma onda é a mesma coisa que o comprimento vezes a frequência. E a luz é uma onda. Portanto, eu posso escrever aqui que "v1" sobre "v2" é a mesma coisa que o comprimento do primeiro raio de luz vezes a frequência. Mas a freqüência aqui não vai mudar, portanto, "f1" é igual a "f2", então eu posso colocar somente a frequência. E posso dividir pela velocidade da luz no meio 2, que é a mesma coisa do comprimento do segundo raio vezes a frequência. Eu posso cancelar esta frequência com essa frequência, e aí eu tenho o comprimento do raio de incidência dividido pelo comprimento do raio refratado. E lembra que a gente viu que "n1" dividido por "n2" é a mesma coisa que "v2" dividido por "v1"? Isso significa que eu posso colocar que a velocidade da luz no meio 1 sobre a velocidade da luz no meio 2 é a mesma coisa que o índice de refração no meio 2 dividido pelo índice de refração no meio 1. E comparando isso, eu posso colocar aqui que seno de "θi" sobre o seno do ângulo refratado é a mesma coisa que "v1" sobre "v2". E, claro, quando eu estou falando de "v1", eu estou me referindo à velocidade do raio incidente. E quando eu estou falando de "v2", eu estou falando da velocidade do raio refratado. E isso é a mesma coisa que o comprimento do raio incidente, que é o raio 1, sobre o comprimento do raio refratado, que é o raio 2. E lembrando que isso aqui vem daqui. Portanto, eu posso dizer que isso é a mesma coisa que "n2" sobre "n1". Ou seja, a Lei de Snell me diz que o seno desse ângulo dividido pelo seno desse ângulo é a mesma coisa que o índice de refração 2 dividido pelo índice de refração 1. E a refração explica um dos fenômenos mais comuns em dias de chuva, que é o arco-íris. O que acontece é que a luz do Sol bate na gota da nuvem e esse raio de luz é refratado para dentro da gota. Quando isso acontece, a luz branca é decomposta nas cores do arco-íris. Essas cores são refletidas dentro da gota da nuvem. Então, aqui nós temos as cores sendo refletidas, e, depois, elas são refratadas voltando para o ar. Duas cores sendo refratadas voltando para o ar. E aí, essas cores chegam aos olhos dos observadores. Claro, na nuvem tem várias gotas e, por isso, nós vemos o arco-íris dessa forma aqui. Então, a refração, de fato, explica a formação do arco-íris. Mas é isso aí, pessoal. Até a próxima aula.