Uma camada de água de 1,0 cm de espessura repousa sobre uma placa de vidro horizontal. Um raio luminoso incide, a partir do ar, sobre a água formando 60º com a normal. Qual é a direção de propagação do raio no vidro?

Passo 1

Fala galerinha. Tudo tranquilo? Espero que sim.

Nessa questão temos um raio que chega em uma camada de água, com o ângulo θ i = 60 ° . Considerando que n á g u a = 1,33 , queremos saber o ângulo que a luz segue na água.

Passo 2

Vamos pensar primeiro na física. Se o raio está passando do ar pra água, ele está passando de um lugar onde tem mais espaço pra correr pra um lugar cheio de gente. Se tentar fazer o mesmo, vai ver que no lugar cheio de gente é bem mais difícil correr. Então a luz vai diminuir sua velocidade da mesma forma que você. Se ela perde velocidade, ela quer passar menos tempo na água, então vamos ter mais desvio na água. Pra ver o quanto foi esse desvio, usamos a lei de Snell, que é

n i ∙ s e n θ i = n r ∙ s e n θ r

Como a luz saiu do ar e foi pra água, onde tem o i vamos colocar os valores no ar e onde tem r os valores na água. Assim vamos ter, lembrando que n a r = 1

1 ∙ s e n 60 ° = 1,33 ∙ s e n θ r

s e n θ r = s e n 60 ° 1,33

s e n θ r = 0,65

θ r = s e n - 1 0,65

θ r = 40,63 °

Resposta

O raio vai seguir em uma direção a 40,63 ° , aproximadamente, em relação a normal.

Mais uma feita. Bora pra mais uma?

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