Um raio de luz incide de forma oblíqua sobre a superfície de separação entre ar e água.
Qual fenômeno não ocorre?
A) reflexão
B) refração
C) dispersão
D) absorção
E) reflexão total interna
Qual fenômeno não ocorre?
A) reflexão
B) refração
C) dispersão
D) absorção
E) reflexão total interna
Passo 1
O enunciado diz que um raio de luz incide de forma oblíqua sobre a interface ar–água e pergunta qual fenômeno não ocorre. O conteúdo é óptica geométrica e óptica de meios materiais: vamos lembrar os fenômenos possíveis num choque de onda eletromagnética com uma superfície — reflexão, refração, dispersão, absorção e reflexão total interna — e verificar cada um no caso ar (
) para água (
).
Passo 2
Reflexão sempre ocorre em qualquer interface entre dois meios, mesmo que parcial. Pela lei da reflexão temos
onde
é o ângulo de incidência e
o ângulo de reflexão medidos em relação à normal.
Passo 3
Refração também ocorre necessariamente, pois parte da onda penetra no segundo meio com mudança de direção dada pela lei de Snell:
com
para o ar,
para a água, e
o ângulo de transmissão.
Passo 4
Dispersão é o fenômeno em que diferentes comprimentos de onda se refratam com ângulos ligeiramente diferentes (por causa da dependência
). A água é um meio dispersivo, então, se a luz for policromática, ela se dispersa.
Passo 5
Absorção também ocorre: a água tem um índice de refração complexo em certas faixas de frequência, o que implica atenuação (absorção) de parte da energia luminosa ao atravessar o meio.
Passo 6
Reflexão total interna só acontece quando a luz vai de um meio mais refringente para um menos refringente (de
grande para
menor) e o ângulo de incidência ultrapassa o ângulo crítico
dado por
. Aqui a luz vai do ar
para a água, então não há reflexão total interna.
Resposta
E) reflexão total interna