Um raio de luz branca que estava se propagando em um material transparente incide em uma interface material-ar com um ângulo igual a 33o. Suponha que o índice de refração do material é
na extremidade vermelha da faixa da luz vísivel e
na extremidade azul. A luz refratada será?
a. branca
b. não é possível saber somente com as informações fornecidas
c. avermelhada
d. azulada
e. não haverá luz refratada
a. branca
b. não é possível saber somente com as informações fornecidas
c. avermelhada
d. azulada
e. não haverá luz refratada
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está nos pedindo. Temos um raio de luz branca que incide em um material transparente com um ângulo de 33 graus em relação à superfície entre o material e o ar. Sabemos que o índice de refração do material varia conforme a cor da luz:
para a luz vermelha e
para a luz azul. Nosso objetivo é determinar a aparência da luz refratada. Para resolver isso, vamos precisar usar a Lei da Refração (Lei de Snell) e entender como a dispersão da luz branca acontece.
Passo 2
Vamos começar relembrando a Lei de Snell, que descreve como a luz se comporta ao passar de um meio para outro com diferentes índices de refração. A fórmula é:
Onde:
-
é o índice de refração do primeiro meio (material transparente). -
é o ângulo de incidência (33°). -
é o índice de refração do segundo meio (ar, que é aproximadamente 1). -
é o ângulo de refração que queremos encontrar.
Passo 3
Vamos calcular o ângulo de refração para a luz vermelha e para a luz azul separadamente usando a Lei de Snell.
Para a luz vermelha (
):
Primeiro, calculamos
:
Então:
No entanto,
não pode ser maior que 1, o que indica que ocorre reflexão total interna para a luz vermelha. Isso significa que a luz vermelha não é refratada, mas totalmente refletida de volta no material.
Passo 4
Agora, vamos calcular para a luz azul (
):
Calculando:
Novamente,
excede 1, o que também resulta em reflexão total interna para a luz azul. Portanto, nem a luz vermelha nem a azul são refratadas neste cenário específico.
Passo 5
Como ambas as cores (vermelha e azul) sofrem reflexão total interna, a luz que emerge refratada não possui essas cores específicas. No entanto, dado que a luz branca é composta por várias cores, e algumas delas poderiam ser refratadas se n��o fosse para a reflexão total, a ausência das extremidades vermelha e azul pode dar uma tonalidade diferente à luz que sai.
Resposta
c. avermelhada