Suponha que o feixe refratado dentro do prisma atinge a segunda face do prisma com um ângulo de incidência
. Determine se ocorre reflexão total interna ou refração para o ar.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão que temos aqui fala sobre um feixe de luz que está dentro de um prisma e atinge a segunda face desse prisma com um ângulo de incidência de
. Nosso objetivo é descobrir se ocorre reflexão total interna ou se a luz refrata para o ar. Vamos usar conceitos de refracção e reflexão total interna para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é reflexão total interna. Isso acontece quando a luz passa de um meio mais refrativo para um menos refrativo (como do vidro para o ar) e o ângulo de incidência é maior que um certo ângulo crítico. Esse ângulo crítico depende dos índices de refração dos dois meios.
Passo 3
A fórmula para encontrar o ângulo crítico (
) é:
Onde:
-
é o índice de refração do meio onde a luz está (no caso, o prisma). -
é o índice de refração do outro meio (no caso, o ar, que é aproximadamente 1).
Vamos supor que o índice de refração do prisma (
) seja 1,5, que é um valor típico para vidro.
Passo 4
Substituindo os valores na fórmula:
Agora, vamos calcular
:
Passo 5
Agora, comparamos o ângulo de incidência fornecido na questão (
) com o ângulo crítico que calculamos (
):
Isso significa que o ângulo de incidência é menor que o ângulo crítico.
Resposta
Como o ângulo de incidência (
) é menor que o ângulo crítico (
), ocorre refração para o ar, e não reflexão total interna.