Um feixe de luz incide perpendicularmente à face vertical de um bloco de vidro, cujo índice de refração é n=1,52.
a) Qual deve ser o maior valor do ângulo phi entre a face do bloco e a interface água-vidro para que o feixe de luz seja totalmente refletido na água? Calcule esse valor de phi.

Passo 1

Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um feixe de luz que incide perpendicularmente à face vertical de um bloco de vidro com índice de refração n = 1,52. Queremos descobrir qual é o maior ângulo phi entre a face do bloco e a interface água-vidro para que a luz seja totalmente refletida na água. Para resolver isso, vamos usar conceitos de refração da luz, índice de refração e o fenômeno da reflexão total, aplicando a Lei de Snell.

Passo 2

Primeiro, é importante lembrar que a reflexão total ocorre quando a luz passa de um meio mais refringente para um menos refringente (no caso, do vidro para a água) e o ângulo de incidência é maior que o ângulo crítico. O ângulo crítico é o menor ângulo de incidência para o qual ocorre reflexão total.

Passo 3

A fórmula para o ângulo crítico thetac é dada por:
thetac = arcsin(n2n1)
onde:
  • n1 é o índice de refração do primeiro meio (vidro, n1 = 1,52),
  • n2 é o índice de refração do segundo meio (água, n2 = 1,33).

Passo 4

Vamos substituir os valores na fórmula:
thetac = arcsin(1,331,52)
Calculando a divisão:
1,331,52 approx 0,875

Passo 5

Agora, encontramos o arco seno de 0,875:
thetac = arcsin(0,875) approx 61,1^circ

Resposta

O maior valor do ângulo phi é aproximadamente 61,1^circ para que o feixe de luz seja totalmente refletido na água.

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