Calcular a fração de energia luminosa que é refletida, na incidência normal, numa superfície ar-água (
para a água).
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular a fração de energia luminosa que é refletida quando a luz incide perpendicularmente (normalmente) na superfície entre ar e água. Isso está relacionado com a óptica, especificamente com os conceitos de reflexão e refração da luz. Para resolver isso, vamos precisar utilizar as equações de Fresnel para refletância em incidência normal.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é refletância. Refletância é a proporção da energia luminosa que é refletida quando a luz bate em uma superfície. Quando a luz passa de um meio para outro com um índice de refração diferente, parte dela é refletida e parte é transmitida. O índice de refração da luz na água é dado como
, e no ar é aproximadamente
.
Passo 3
Agora, vamos usar a fórmula de Fresnel para calcular a refletância
em incidência normal. A fórmula é:
Onde:
-
é o índice de refração do primeiro meio (ar, ) -
é o índice de refração do segundo meio (água, )
Passo 4
Vamos substituir os valores na fórmula:
Calculando o valor:
Isso significa que aproximadamente 2,01% da energia luminosa é refletida na superfície ar-água em incidência normal.
Resposta
A fração de energia luminosa refletida na incidência normal na superfície ar-água é aproximadamente 2,01%.