Uma onda eletromagnética viaja em um meio com velocidade
, onde c é a velocidade da luz no vácuo, e atravessa para outro meio e se desloca com velocidade
. Observa-se que parte dessa onda é refletida na transição entre os dois meios e que essa onda refletida está totalmente polarizada. Qual o ângulo da luz que passou para o segundo meio faz com a normal no ponto de transição entre os dois meios? (Resp:
)
Passo 1
Beleza, o que diz o enunciado? A gente tem uma onda eletromagnética que chega num meio onde sua velocidade é
e passa para um segundo meio onde a velocidade vira
Na transição parte da onda é refletida e essa onda refletida está totalmente polarizada – isso só rola quando o ângulo de incidência é o famoso ângulo de Brewster.
Conteúdo: índice de refração, lei de Snell e condição de Brewster.
O que precisamos:
Conteúdo: índice de refração, lei de Snell e condição de Brewster.
O que precisamos:
- Converter velocidades em índices de refração via
. - Usar a fórmula do ângulo de Brewster
. - Aplicar a lei de Snell
para achar o ângulo no segundo meio.
Passo 2
Primeiro, calculamos os índices de refração de cada meio:
Aqui estamos usando a definição básica de índice de refração: quanto mais devagar a luz anda no meio, maior é
.
Passo 3
Agora a condição de Brewster. A teoria diz que, quando o ângulo de incidência
satisfaz
a onda refletida fica totalmente polarizada. Então:
Passo 4
Falta achar o ângulo refratado
. Aí vale a lei de Snell:
Substituindo valores:
Como
, temos
Resposta
O ângulo que a luz refratada faz com a normal no segundo meio é aproximadamente