Refração: o que é, leis e mais!

Os estudos físicos que envolvem os fenômenos da luz são extremamente importantes para os estudantes que vão prestar Enem e vestibulares tradicionais — já que constantemente essa matéria é cobrada em questões dissertativas (também conhecidas por questões abertas). Dessa forma, entre os vários fenômenos da luz, podemos destacar a refração, matéria na qual há fórmulas e variados conceitos para serem interpretados.

Sendo assim, com o objetivo de esclarecer mais sobre o assunto, preparamos um conteúdo explicando tudo sobre o que é refração, quais as leis da refração, suas fórmulas e de que forma este tema poderá cair no vestibular. Boa leitura!

O que é refração?

A refração da luz é um fenômeno natural identificado pela alteração do meio de propagação, acarretando assim em mudanças no valor da velocidade da luz.

Para exemplificar, basta você imaginar um raio laser sendo apontado para uma vidraça. Antes de incidir no vidro, esse raio de luz está no ambiente ar (que tem o seu próprio índice de refração) com uma dada velocidade V1.

Já ao atravessar a vidraça, a luz adentra outro ambiente, sendo influenciada por um novo índice de refração (índice de refração do vidro), e, consequentemente, mudando sua velocidade de propagação.

O que é índice de refração?

Índice de refração é uma propriedade óptica associada a cada material, a qual está diretamente relacionada com a velocidade de propagação da luz nesse meio. Em outras palavras, podemos associar o índice de refração com a velocidade da luz por meio da afirmação: a velocidade de propagação da luz depende do meio em que ela se desloca.

Fórmula do índice de refração

Há uma fórmula que possibilita calcular o índice de refração de um meio qualquer. Ela é representada por n = c/v, onde:

  • n – índice de refração absoluto do meio, o qual é um valor adimensional (sem unidade de medida);
  • c – velocidade da luz no vácuo, dada em c= 3. 10m/s ou 3. 10km/s);
  • v – velocidade da luz no meio que desejamos calcular.

Quais são as leis da refração?

O fenômeno da refração tem duas leis distintas, sendo elas fundamentais para que o estudante consiga realizar os exercícios da forma correta.

1ª lei da refração

Esta lei diz que o raio incidente (feixe de luz que incide em um meio), o raio refratado (feixe de luz que sofreu refração) e a reta normal ao ponto de incidência (reta que forma uma ângulo de 90º ao ponto de incidência da luz) sempre estarão em um mesmo plano geométrico.

2ª lei da refração

Já a segunda lei da refração determina uma relação matemática (conhecida também por Lei de Snell) que nos permite associar os diferentes índices de refração dos meios com seus respectivos ângulos de incidência e de refração.

Segundo a Lei de Snell, n1.sen(i) = n2.sen(r), onde:

  • n1 – índice de refração do meio 1;
  • n2 – índice de refração do meio 2;
  • sen(i) – seno do ângulo de incidência;
  • sen(r) – seno do ângulo refratado.

Exercícios de refração

prisma

Agora que já aprendemos sobre o conceito e as fórmulas da refração, confira logo abaixo como essa matéria pode ser abordada no vestibular.

1. (UFSCar) Durante o dia, uma pessoa dentro de casa olha através do vidro de uma janela e enxerga o que está do lado de fora. À noite, a pessoa olha através da mesma janela e enxerga sua imagem refletida pelo vidro, não enxergando o que está do lado de fora. Assinale a alternativa que melhor explica a situação descrita.

a) O índice de refração da luz no meio externo à janela é maior à noite do que durante o dia.

b) O índice de refração da luz no meio externo à janela é menor à noite do que durante o dia.

c) Durante o dia, a luz que atravessa o vidro da janela, proveniente dos objetos localizados no exterior da casa, é muito mais intensa que a luz refletida pelo vidro da janela, proveniente dos objetos no interior da casa.

d) Durante o dia, a polarização da luz no vidro da janela é positiva e permite que se enxergue o lado de fora.

e) Durante a noite, a polarização da luz no vidro da janela é negativa e não permite que se enxergue o lado de fora.

Resolução

Alternativa correta: letra “c”. Durante o dia, predomina o fenômeno da refração, já durante a noite predomina o fenômeno da reflexão.

2. (PUC-RJ) Uma onda luminosa se propagando no vácuo incide sobre uma superfície de vidro cujo índice de refração é maior que o índice de refração do vácuo tendo um ângulo de incidência de 30° em relação à normal da superfície. Neste caso, podemos afirmar que:

a) a velocidade de propagação da luz é igual em ambos os meios e sua direção não é alterada.

b) a velocidade de propagação da luz é maior no vidro do que no vácuo e sua direção é alterada.

c) a velocidade de propagação da luz é maior no vácuo do que no vidro e sua direção é alterada.

d) a velocidade de propagação da luz não é alterada quando muda de meio e apenas sua direção é alterada.

e) a velocidade de propagação da luz é alterada quando muda de meio, mas sua direção de propagação não é alterada.

Resolução

Alternativa correta: letra “c”. O meio em que a luz alcança maior velocidade de propagação sempre será o vácuo, com c= 3. 108 m/s.

Portanto, após a leitura deste post, fica mais simples de entender o que é refração e o que determina suas leis. Vale ressaltar ainda que, por se tratar de uma matéria que envolve muitos conceitos físicos, é importante o estudante realizar bastantes exercícios, para que assim todo o conteúdo possa ser assimilado e as dúvidas, sanadas.

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