Um raio de luz proveniente do ar atinge uma superfície de vidro. Existe algum ângulo em que ocorra reflexão total?
R: impossível.

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o enunciado está pedindo. Temos um raio de luz vindo do ar que atinge uma superfície de vidro. A questão quer saber se existe algum ângulo em que ocorre reflexão total. Para resolver isso, vamos usar conceitos de reflexão e refração da luz, especificamente a Lei de Snell e o conceito de ângulo crítico.

Passo 2

Vamos lembrar a Lei de Snell, que relaciona os ângulos de incidência e refração quando a luz passa de um meio para outro. A fórmula é:
Aqui, e são os índices de refração dos meios 1 e 2, respectivamente, e e são os ângulos de incidência e refração.

Passo 3

Para que ocorra reflexão total, a luz não deve se refratar no segundo meio. Isso acontece quando o ângulo de incidência atinge um valor crítico, conhecido como ângulo crítico. A condição para reflexão total é:
Mas isso só é válido se . Isso porque, se o índice de refração do primeiro meio for menor que o do segundo, não existe um ângulo onde seja maior que 1, o que é impossível matematicamente.

Passo 4

No nosso caso, a luz está passando do ar para o vidro. Sabemos que o índice de refração do ar ( ) é aproximadamente 1, e o do vidro ( ) é maior que 1 (geralmente entre 1,5 e 1,9 dependendo do tipo de vidro).

Passo 5

Aplicando a condição do ângulo crítico:
Mas como , isso implica que:

Passo 6

No entanto, sabemos que o seno de um ângulo nunca pode ser maior que 1. Isso significa que não existe um ângulo no qual seja verdadeiro.

Resposta

Não, não existe nenhum ângulo em que ocorra reflexão total quando a luz passa do ar para o vidro, já que é impossível.

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