Uma placa de vidro horizontal com faces paralelas com índice de refração igual a 1,52 está em
contato com a superfície da água em um tanque. Um raio proveniente do ar acima da placa forma um ângulo de incidência de 35° com a normal na superfície do vidro. (a) Qual é o ângulo que o raio refratado na água forma com a normal à superfície? (b) Qual é a dependência desse ângulo com o índice de refração do vidro?
Passo 1
Nesse problema, nós temos duas interfaces, certo? Ar/vidro e vidro/água. Como queremos saber o ângulo que o raio refratado na água forma com a normal, queremos achar o .
Então bora lá:
Lei de Snell para a interface ar/vidro:
Lei de Snell para a interface vidro/água:
Com isso, a gente pode igualar ambas para achar o
Passo 2
Lembrando que e substituindo os valores:
Passo 3
A dependência desse ângulo com o índice de refração do vidro é dada pelo fato de, nesse caso, o vidro ser o meio de onde sai o raio incidente na interface vidro/água.
Mesmo que a gente tenha igualado na resolução, não podemos entender o problema como uma interface simples que vai do ar para a água, pois o feixe muda a propagação conforme o meio.
Resposta
- A dependência desse ângulo com o índice de refração do vidro é dada pelo fato de, nesse caso, o vidro ser o meio de onde sai o raio incidente na interface vidro/água.