Certo catálogo de suprimentos científicos anuncia um material com um índice de refração de 0,85 . Ele é um bom produto para comprar? Por que sim, ou por que não?

Passo 1

O enunciado diz que existe um material anunciado com índice de refração n=0,85. O conteúdo é óptica, mais precisamente a relação entre índice de refração e velocidade da luz no meio. Para decidir se vale a pena comprar, vamos precisar:
1. Saber o que significa fisicamente o índice de refração.
2. Comparar com o valor mínimo que esse índice pode ter em meios transparentes.

Passo 2

Por definição, o índice de refração de um meio é
n = cv,,
onde c é a velocidade da luz no vácuo e v é a velocidade de fase da luz no meio.

Passo 3

Se alguém anuncia n<1, então pela relação acima teríamos
v = cn > c,
ou seja, a velocidade de fase da luz seria maior que a velocidade da luz no vácuo.

Passo 4

Em meios materiais passivos na faixa óptica visível e do infravermelho, sempre se observa n>=1. Valores aparentes n<1 só ocorrem:
bul<=t Em faixas de frequência onde há forte absorção (região de dispersão anômala), mas aí o meio não é transparente.
bul<=t Em metamateriais artificiais projetados para frequências específicas, que envolvem estrutura em escala subcomprimentos de onda.

Passo 5

Como um catálogo comum não especifica que esse material é um metamaterial para uma faixa de frequência muito específica, anunciar n=0,85 para uso óptico geral é fisicamente implausível ou, no mínimo, enganoso.

Resposta

Não é um bom produto para comprar, pois um índice de refração menor que 1 é impossível para um meio transparente na região óptica sem recorrer a metamateriais ou efeitos de dispersão forte (que tornam o material opaco ou altamente absorvente).

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