Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 4- Ed: 12º - Capítulo 33.Exercícios - Ex. 11
A luz passa por três blocos paralelos de espessuras e índices de refração diferentes. A luz incide no primeiro bloco e, finalmente, refrata para dentro do terceiro bloco. Mostre que o bloco do meio não exerce nenhum efeito sobre a direção final da luz. Em outras palavras: mostre que a direção da luz no terceiro bloco é a mesma que se a luz houvesse passado diretamente do primeiro bloco para o terceiro. b) Generalize esse resultado para uma série de blocos. O que determina a direção final da luz no último bloco?
Passo 1
- Queremos analisar a refração entre meios diferentes, então vamos usar a lei de snell.
Primeiro entre o ar e a primeiro bloco:
Entre o primeiro bloco e o segundo:
Entre o segundo e o terceiro:
Olhando para as duas ultimas equações temos:
Essa seria a lei de snell para o feixe de luz passando da barra 1 para a barra 3, como se a barra 2 não existisse.
Show?!
Passo 2
b) Para generalizarmos esse resultado temos que imaginar vários blocos de matérias diferentes, um em cima do outro. E aí aplicamos a lei de snel.
Entre o ar e o primeiro bloco.
Entre o primeiro bloco e o segundo:
E assim sucessivamente, até que chegamos na interface entre os blocos e .
E depois, quando todos os blocos acabarem, a luz vai para um meio com índice de refração
Seguindo o mesmo raciocínio da letra a, podemos ir igualando as equações e chegamos a:
Então não importa quantas interfaces tenham, os extremos seguem a lei de snell. Ou seja, a direção final depende do ângulo de incidência na primeira interface e dos índices de refração do primeiro meio e do ultimo.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)