Determinação Analítica das Imagens – Refração: Índice e Elementos da Refração da Luz


Seja um objeto de altura O, colocado perpendicularmente sobre o eixo principal de um espelho côncavo, a uma distância p do vértice do espelho. A imagem obtida tem uma altura i situada a uma distância p’ do vértice do espelho. O esquema seguinte mostra essa situação:

Convenção de Sinais:
f + => Espelho Côncavo
f – => Espelho Convexo
p + => Objeto Real
p — => Objeto Virtual
p’ + => Imagem Real
p’ — => imagem Virtual
A ou i + => Imagem Direita
A ou i — =* Imagem Invertida

Determinação Analítica das Imagens

Lembre-se que os sinais são extremamente importantes nas soluções dos problemas de espelhos esféricos. Os sinais são atribuídos somente a valores numéricos mencionados no enunciado do problema no caso dos valores numéricos não serem fornecidos, os sinais serão encontrados após desenvolver o problema.

REFRAÇÃO DA LUZ

O lápis parcialmente mergulhado na água, parece estar quebrado. O fenômeno ocorre devido à mudança de direção que a luz sofre ao passar da água para o ar. Este, e muitos outros fenômenos, são explicados pela refração da luz, fenômeno que ocorre quando a luz muda seu meio de propagação.

ÍNDICE DE REFRAÇÃO (n)

O índice de refração absoluto de um meio é a razão entre a velocidade da luz no vácuo (c = 3 . IO8 m/s) e a velocidade (v) da luz neste meio. O fenômeno da passagem da luz do meio l para o meio 2 constitui a refração da luz. A superfície S, que separa os dois meios transparentes, denomina-se superfície dióptrica. O conjunto formado pelos dois meios transparentes separados pela superfície S é denominado dioptro.

DA REFRAÇÃO

1a Lei: o raio incidente, a reta normal e o raio refratado são coplanares. Assim, temos que: sen i. nj = sen r. n2, onde n, é índice de refração do 2; meio l e n2 é índice de refração do meio 2. Então podemos escrever:   sen ‘ – Hl. = -Yk sen r      ni      V->

“A refringência de um meio está relacionada com o seu índice de refração”. Então, vale dizer que um meio que, por exemplo, possua maior índice de refração, tem maior refringência, ou seja, é mais refringente. Quando um meio l é mais refringente que um meio 2, percebe-se que:

Note que o índice de refração não tem unidades. índice de refração de um meio A em relação a um meio B, nA, B é dado pela razão entre o índice de refração do meio A, e o índice de refração do meio B. Este índice de refração é denominado de relativo.

a) Quando a luz passa do meio l para o meio 2, a luz se afasta da normal. Se considerarmos a expressão acima e a definição de índice de refração.
b) Quando a luz passa do meio 2 para o meio l, a luz se aproxima da normal. Assim concluímos que, quando a luz passa de um meio menos para um mais refringente, a luz se aproxima da normal. Quando ocorre o inverso ela se afasta.

ELEMENTOS DA REFRAÇÃO

Consideremos dois meios homogêneos e transparentes separados por uma superfície S.
I – raio incidente
R – raio refratado
N – reta normal
à superfície S no ponto P
í – ângulo de incidência
r – ângulo de refração

A refringência de um meio nos dá uma ideia de resistência do meio à passagem da luz. Isto é, quanto maior a refringência do meio maior será a dificuldade da luz em atravessá-lo. Portanto, o meio onde a velocidade da luz for maior será o de menor refringência e vice-versa.