A refração é o fenômeno que ocorre quando a luz passa de um meio transparente para outro, mudando sua velocidade e, consequentemente, a direção de propagação.

• Exemplo: um lápis dentro de um copo com água parece “quebrado” devido à refração.

• A frequência da luz não muda na refração, apenas velocidade e comprimento de onda.

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Lei da Refração (Lei de Snell-Descartes)

 

 

$$n_1 \cdot \sin\theta_1 = n_2 \cdot \sin\theta_2$$

 

Onde:

• $n_1$ e

  $n_2$​ = índices de refração dos meios 1 e 2.

• $\theta_1$​ = ângulo de incidência.

• $\theta_2$​ = ângulo de refração.

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Índice de Refração

 

$$n = \frac{c}{v}$$

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Onde:

• $n$= índice de refração do meio.

• $c$= velocidade da luz no vácuo (

  $3,0 \times 10^8 \, m/s$3,0×108m/s).

• $v$= velocidade da luz no meio.

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Consequências da Refração

• Mudança de direção: luz indo de um meio menos refringente (

  $n$n menor) para um mais refringente (

  $n$n maior) aproxima-se da normal.

• Velocidade diminui em meios mais densos opticamente.

• Comprimento de onda diminui proporcionalmente à velocidade.

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Exemplo Resolvido

Um raio de luz incide da água (

$n_{\text{água}} = 1{,}33$

) para o ar (

$n_{\text{ar}} = 1{,}00$

), com ângulo de incidência de

$40^\circ$

. Determine o ângulo de refração.

Solução:

 

$$n_1 \cdot \sin\theta_1 = n_2 \cdot \sin\theta_2$$

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$$1{,}33 \cdot \sin 40^\circ = 1{,}00 \cdot \sin\theta_2$$

​

$$1{,}33 \cdot 0{,}6428 \approx 0{,}8549$$

 

$$\sin\theta_2 \approx 0{,}8549$$

 

$$\theta_2 \approx 58{,}7^\circ$$

 

Resposta: o ângulo de refração é aproximadamente 58,7°.