Como se compara o ângulo segundo o qual a luz incide no vidro de uma janela com o ângulo segundo o qual ela sai pelo outro lado?

Passo 1

Fala curiosos ou esforçados da física. Cá estamos em mais uma questão. Nessa aqui, temos que a luz é feita em um vidro de uma janela. A questão pede como é o raio que sai se for comparado com o raio que entrou pelo vidro da janela.

Passo 2

Vamos pensar sobre o que está acontecendo aqui.

O raio de luz está indo do ar para o vidro. Então, se pensarmos nos estados dos dois, temos que o ar é um gás ou uma mistura deles, onde as partículas que fazem parte dele estão mais longe. Já o vidro, mesmo sendo transparente, é um sólido onde as partículas que fazem parte dele estão mais perto umas das outras e ainda tem uma posição definida.

Então, a luz vai ser mais rápida no ar que no vidro. Como a luz quer percorrer o caminho no tempo mínimo, ela quer percorrer o maior percurso no ar, onde é mais rápida. Assim, temos que o percurso vai ser o da imagem:

Agora explicando o que é cada coisa. A linha com os pontinhos menores em azul mais fraco é o caminho em linha reta que sai do ponto A e seria feito se ele continuasse em linha reta. É a partir dele que vamos fazer a comparação com o raio que saiu do outro lado do vidro.

A linha em azul pontilhada em azul mais forte é a linha reta até o ponto que queremos chegar, nesse caso, o ponto C. Esse é o caminho que poderíamos pensar que a luz percorre. Mas o caminho real da luz é o que está em preto. Pode ver na imagem que ele percorre mais caminho no ar que os outros dois, o que vimos que minimiza o tempo que a luz vai percorrer.

Passo 3

Agora que sabemos o que está acontecendo, podemos ver o que o raio da linha de pontinhos em azul mais fraco tem com relação a linha preta. Uma coisa que podemos ver é que as duas estão na mesma direção, só não estão na mesma posição porque a preta está um pouco acima da azul mais clara, e essa é nossa resposta.

Resposta

A luz que sai do prisma está um pouco acima da direção do raio que chegou no vidro, mas os dois continuam na mesma direção.

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