A Fig.33-36 mostra quatro placas horizontais , , e feitas de materiais diferentes, com ar acima da primeira placa e abaixo da última. O índice de refração dos materiais é dado.
Raios de luz incidem na extremidade esquerda das quatro placas, da forma indicada na figura.
Em que placa (identifique-a através do índice de refração) existe a possibilidade de que a luz fique confinada de tal forma que, após muitas reflexões, chegue à extremidade direita sem deixar a placa?
Passo 1
Para que um raio de luz, ao incidir na extremidade da placa, permaneça confinado na mesma, é necessário que haja um ângulo crítico entre os dois meios, ou seja, que o índice de refração do meio no qual a luz se propaga seja maior que o índice de refração do meio em cuja interface a luz incide.
Quando o ângulo de refração será maior que o ângulo de incidência, fazendo com que seja possível termos ângulos de incidência onde não há nenhuma refração (pois o ângulo seria maior que ).
Passo 2
Ao incidir na parte de cima da placa de forma que não seja refratado, o raio de luz é totalmente refletido de volta para a placa.
Neste caso, é possível que o raio incida novamente na parte de baixo da placa.
O raio se manterá confinado no meio no qual se propaga caso haja possibilidade de reflexão total nessa interface também, ou seja:
O que fará, novamente, o ângulo de refração ser maior que o ângulo de incidência.
Passo 3
Resumindo os passos anteriores, para que um raio possa se manter confinado numa placa ao entrar pelo lado esquerdo sofrendo múltiplas reflexões até sair pelo lado direito, precisamos ter:
A única placa que segue essa restrição é a placa com .
Resposta
Placa com .