24 Que conclusões podem ser obtidas sobre a luz observando-se o comportamento ótico de um cristal da Islândia?

Passo 1

A questão nos pede para analisar o que o comportamento óptico de um cristal de Islândia (calcita) nos revela sobre a natureza da luz. O conteúdo envolve birrefringência e polarização de ondas luminosas.

Passo 2

Quando um feixe de luz incide sobre uma lâmina de calcita, ele se divide em dois feixes refratados: o raio ordinário e o raio extraordinário. Essa separação é chamada de birrefringência.

Passo 3

A existência desses dois raios mostra que o cristal é óptica e geometricamente anisótropo, ou seja, a velocidade da luz dentro dele depende da direção de propagação e da polarização.
Para cada uma das duas direções de vibração do campo elétrico (polarizações ortogonais), a luz sofre um índice de refração diferente. Isso evidencia que a luz pode vibrar em diferentes planos — característica típica de ondas transversais.

Passo 4

O fato de podermos isolar os dois raios e verificar que cada um está polarizado em um plano distinto confirma que a luz admite polarização, reforçando sua natureza ondulatória e transverse.

Passo 5

Além disso, como a birrefringência não aparece se tratássemos a luz como partícula simples, observamos que certos fenômenos óticos só fazem sentido se considerarmos a luz como onda com campo eletromagnético vetorial.

Passo 6

Portanto, o estudo da calcita de Islândia leva à conclusão de que a luz é uma onda eletromagnética transverse, capaz de ser polarizada e que apresenta índices de refração distintos conforme sua direção de vibração.

Passo 7

Finalizando, olhamos a birrefringência e extraímos que: existem dois índices de refração, a luz é transversal e pode ser polarizada, e sua velocidade depende da orientação no meio anisótropo.

Resposta

A birrefringência do cristal de Islândia mostra que a luz se divide em dois raios com velocidades (e índices de refração) diferentes, cada um polarizado perpendicularmente ao outro. Isso prova que a luz é uma onda transversal que admite polarização e cuja velocidade depende da direção de propagação em meios anisótropos.

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