O índice de refração da água é 1,33 . Achar o ângulo de refração de um feixe de luz no ar e que atinge uma superfície de água sob um ângulo com a normal de 20^circ. Mostrar estes raios num diagrama.

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Precisamos encontrar o ângulo de refração de um feixe de luz que passa do ar para a água. Para isso, vamos usar a Lei de Snell, que relaciona os índices de refração dos dois meios e os ângulos envolvidos.

Passo 2

A Lei de Snell é a seguinte:
n1 cdot sin(theta1) = n2 cdot sin(theta2)
Onde:
  • é o índice de refração do primeiro meio (ar, que é aproximadamente 1,00),
  • é o ângulo de incidência (20°),
  • é o índice de refração do segundo meio (água, 1,33),
  • é o ângulo de refração que queremos encontrar.

Passo 3

Vamos reorganizar a fórmula para resolver sin(theta2) = n1n2 cdot sin(theta1) :
sin(theta2) = 1,001,33 cdot sin(20°)
Substituindo os valores:

Passo 4

Primeiro, calculamos sin(20°) approx 0,3420 :
sin(theta2) = 11,33 cdot 0,3420 approx 0,2573
Então:

Passo 5

Agora, para encontrar theta2 = arcsin(0,2573) approx 14,9° , tiramos o arco seno:

Resposta

O ângulo de refração é aproximadamente .

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