O que acontece com uma onda de luz quando se propaga do ar para o vidro? (a) Sua velocidade permanece a mesma. (b) Sua velocidade aumenta. (c) Seu comprimento de onda aumenta. (d) Seu comprimento de onda permanece o mesmo. (e) Sua frequência permanece a mesma.
Passo 1
O enunciado pergunta o que muda numa onda de luz ao passar do ar para o vidro: sua velocidade, comprimento de onda ou frequência. Para resolver precisamos usar o conceito de índice de refração e a relação fundamental
entre velocidade
, comprimento de onda
e frequência
.
Passo 2
Quando uma onda entra em um novo meio, as condições de contorno no plano de interface obrigam a manter a continuidade temporal das oscilações. Isso significa que a frequência
não pode mudar no instante da transição, pois isto geraria descontinuidade no campo elétrico e magnético. Logo,
Passo 3
O índice de refração
do vidro é maior que o do ar (
,
). A velocidade da luz no vidro é
portanto ela diminui ao entrar no vidro (
).
Passo 4
Como
permanece o mesmo e
diminui, o comprimento de onda deve diminuir para satisfazer
. Logo,
Resposta
(e) Sua frequência permanece a mesma.