Um raio de luz branca que estava se propagando em um material transparente incide em uma interface material-ar com um ângulo igual a 41^circ. Suponha que o índice de refração do material é n=1,446 na extremidade vermelha da faixa da luz vísivel e n= 1,495 na extremidade azul. A luz refratada será?
a. não é possível saber somente com as informações fornecidas
b. avermelhada
c. não haverá luz refratada
d. branca
e. azulada

Passo 1

Então, vamos lá! O exercício fala sobre como a luz branca se comporta quando passa de um material transparente para o ar, especificamente olhando para diferentes cores dessa luz. A matéria que vamos usar aqui é Óptica, mais precisamente o estudo da refração da luz. Para resolver isso, precisamos entender como o índice de refração funciona para diferentes cores da luz.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é o índice de refração. Ele indica o quanto a luz diminui sua velocidade ao passar de um meio para outro. A fórmula que relaciona os ângulos de incidência e refração é a Lei de Snell, que é dada por:
n1 cdot sin(theta1) = n2 cdot sin(theta2)
Aqui, é o índice de refração do primeiro material (no caso, o material transparente), é o ângulo de incidência (41°), é o índice de refração do segundo material (ar, que sabemos que é aproximadamente 1), e é o ângulo de refração que queremos descobrir.

Passo 3

Vamos aplicar a Lei de Snell para as duas extremidades da luz visível: a vermelha e a azulada.
Para a luz vermelha:
1,446 cdot sin(41°) = 1 cdot sin(thetavermelha)
Calculando:
sin(thetavermelha) = 1,446 cdot sin(41°)
sin(thetavermelha) ≈ 1,446 cdot 0,6561 ≈ 0,949
Agora, 1,495 cdot sin(41°) = 1 cdot sin(thetaazulada)
Para a luz azulada:
sin(thetaazulada) = 1,495 cdot sin(41°)
Calculando:
sin(thetaazulada) ≈ 1,495 cdot 0,6561 ≈ 0,980
Agora,

Passo 4

Observamos que a luz azulada tem um ângulo de refração maior que a vermelha. Isso significa que a luz azul se desvia mais em relação à normal do que a vermelha ao passar para o ar. Como a luz branca é composta por várias cores, essa diferença de desvio faz com que elas se separem um pouco, mas ainda assim, a luz que sai é vista como tendo uma tonalidade mais azulada devido à maior refração dessa cor.

Resposta

A luz refratada será azulada. Portanto, a alternativa correta é a e. azulada.

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