Atividade:
  1. Complete as lacunas:
Na refração, o raio de luz que forma o maior ângulo com a normal possui, naquele meio, a \_\_\_\_ (maior, menor) velocidade e, consequentemente, o
\_\_\_\_ (maior, menor) índice de refração.
O fenômeno da refração nunca ocorre de forma isolada, ela sempre vem acompanhada da \_\_\_\_ parcial e da \_\_\_\_ .

Passo 1

O enunciado pede que se completem lacunas em duas frases. As lacunas são:
  1. “Na refração, o raio de luz que forma o maior ângulo com a normal possui, naquele meio, a \_\_\_\_ (maior, menor) velocidade e, consequentemente, o \_\_\_\_ (maior, menor) índice de refração.”
  2. “O fenômeno da refração nunca ocorre de forma isolada, ela sempre vem acompanhada da \_\_\_\_ parcial e da \_\_\_\_ .”
Informações fornecidas implicitamente: fala-se de ângulos formados com a normal em dois meios distintos na passagem de um raio de luz pela interface entre eles; pede-se comparar velocidade e índice de refração naquele meio onde o raio tem maior ângulo com a normal, e completar duas palavras que descrevem fenômenos que acompanham a refração.

Passo 2

Vamos entender a relação entre ângulo de refração e índice de refração usando a lei que vale na interface entre dois meios:
n_1 \sin\theta_1 = n_2 \sin\theta_2.
Aqui:
  • \;n_1 e \;n_2 são os índices de refração dos meios 1 e 2;
  • \;\theta_1 é o ângulo que o raio faz com a normal no meio 1;
  • \;\theta_2 é o ângulo que o raio faz com a normal no meio 2;
  • os ângulos são sempre medidos em relação à normal (a linha perpendicular à superfície).
Interpretação prática: fixando um raio incidente, se em um dos meios o ângulo com a normal é maior ( \theta maior), então o seno desse ângulo é maior. Pela equação acima, um seno maior deve ser acompanhado por um índice de refração menor no mesmo membro da igualdade (para que o produto n\sin\theta se conserve entre lados). Portanto, maior ângulo com a normal está associado a menor índice de refração naquele meio.

Passo 3

Agora relacionamos índice de refração com velocidade da luz no meio. A definição usual do índice de refração é
n=\frac{c}{v},
onde:
  • \;c é a velocidade da luz no vácuo (constante);
  • \;v é a velocidade da luz no meio considerado.
Dessa fórmula segue que quanto maior o índice n, menor é a velocidade v no meio, e vice-versa. Em outras palavras, n e v são inversamente proporcionais.

Passo 4

Juntando os dois resultados:
  • maior ângulo com a normal \Rightarrow menor índice de refração naquele meio (do Passo 2);
  • menor índice de refração \Rightarrow maior velocidade no meio (do Passo 3).
Logo, o raio que forma o maior ângulo com a normal possui, naquele meio, maior velocidade e, consequentemente, menor índice de refração.

Passo 5

Agora a segunda frase. Quando um raio incide sobre a superfície que separa dois meios, a energia do feixe não é toda transferida para um único comportamento: parte da energia é enviada de volta para o meio de onde veio e parte passa para o outro meio. Isso significa que, em geral, na interface ocorre:
  • reflexão parcial (uma fração do feixe é refletida);
  • transmissão (ou refração) do restante para o outro meio.
Observação importante (para prova): existe uma exceção conhecida — a reflexão interna total — que acontece quando a luz vai do meio mais refringente para o menos refringente e o ângulo de incidência excede o ângulo crítico; nesse caso não há transmissão para o outro meio. Mas, fora essa situação especial, ao atravessar uma interface sempre há reflexão parcial e transmissão.

Passo 6

Preenchendo as lacunas com as palavras apropriadas, conforme os argumentos anteriores.

Resposta

Na refração, o raio de luz que forma o maior ângulo com a normal possui, naquele meio, a maior velocidade e, consequentemente, o menor índice de refração.
O fenômeno da refração nunca ocorre de forma isolada, ela sempre vem acompanhada da reflexão parcial e da transmissão.

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