Atividade:
- 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:
-
“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 .”
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:
Aqui:
-
e são os índices de refração dos meios 1 e 2; -
é o ângulo que o raio faz com a normal no meio 1; -
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 (
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
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
onde:
-
é a velocidade da luz no vácuo (constante); -
é a velocidade da luz no meio considerado.
Dessa fórmula segue que quanto maior o índice
, menor é a velocidade
no meio, e vice-versa. Em outras palavras,
e
são inversamente proporcionais.
Passo 4
Juntando os dois resultados:
- maior ângulo com a normal
menor índice de refração naquele meio (do Passo 2); - menor índice de refração
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.