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Maysa Souza Reis;

Nicolle Barbosa Brandão;

Sofia Fukuda Noga;

Sofia Haunholter Baumgarnr Lopes;

Stefanie Victoria De Moura Oliveira.

Curso: Edificações 2

Instituto Federal de Ciência e Tecnologia de São Paulo - Campus Registro.

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Os lápis da figura parecem quebrados em razão da refração da luz.

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A refração da luz é um fenômeno que ocorre nas ondas eletromagnéticas que são transmitidas através de algum meio translúcido ou transparente, como ar e água. Quando isso acontece, a velocidade de propagação da luz muda, uma vez que essa velocidade depende de uma característica de cada meio óptico chamada de índice de refração absoluto.

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A refração da luz é um fenômeno óptico que ocorre quando a luz muda de velocidade ao atravessar meios transparentes ou translúcidos com índices de refração diferentes:

A luz muda de velocidade e de comprimento de onda, mas a frequência permanece constante.

A direção da luz sofre um desvio, o que pode causar a ilusão de que um objeto está partido.

A refração só ocorre quando a velocidade de propagação da luz é diferente entre os meios.

O índice de refração é a grandeza que mede a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz em outro meio.

A refração da luz é determinada pela diminuição em sua velocidade de propagação. Tal diminuição, por sua vez, é medida por meio de um número chamado índice de refração. O índice de refração mede a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz em outros meios.

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No vácuo, a velocidade da luz tem o seu valor limite: aproximadamente 300 mil quilômetros por segundo (c = 3,0.105 km/s). Quando a luz atravessa algum meio transparente, como o ar ou água, a sua velocidade é diminuída para uma fração de sua velocidade no vácuo. Quanto mais refrigerante for um meio óptico, maior será a redução da velocidade da luz. No diamante, por exemplo, cujo índice de refração é de 2,4, a velocidade da luz é cerca de 2,4 vezes mais lenta do que no vácuo.

Além da mudança de velocidade, a luz também pode sofrer variações em seu ângulo de incidência. Isso ocorre quando ela atravessa a interface entre dois meios de índices de refração diferentes. Entretanto, esse desvio lateral não acontece se a luz incidir perpendicularmente à superfície que faz a separação entre dois meios ópticos.

No fenômeno de refração, a frequência da luz não se altera, entretanto, sua velocidade e comprimento de onda variam de maneira inversamente proporcional: se a velocidade da luz diminui, seu comprimento de onda aumenta e vice-versa.

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O índice de refração é calculado pela divisão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz em um determinado meio óptico. Além disso, o índice de refração de um meio também varia de acordo com a frequência da luz incidente, por exemplo: o índice de refração para a frequência da luz violeta é maior do que o índice de refração para a luz vermelha.

A refração, que é uma mudança de velocidade da luz, causa o efeito visualizado na imagem.

É por esse motivo que a luz pode sofrer dispersão após ser transmitida através de um prisma, dando origem ao espectro eletromagnético visível, como ocorre nos arcos-íris. Adiante, veremos como podemos calcular o índice de refração.

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A refração da luz pode ser calculada por meio de algumas fórmulas simples. A fórmula seguinte permite calcular o índice de refração de algum meio, confira:

n=C/v

n - índice de refração

c - velocidade da luz no vácuo (c = 3,0.108 m/s)

v - velocidade da luz em outros meios

Outra fórmula importante da refração da luz é conhecida como lei de Snell-Descartes. Essa permite que calculemos o ângulo de refração da luz, por exemplo. Confira:

n1 senθ1 = n2 senθ2

n1 e n2 - índice de refração dos meios 1 e 2

θ1 e θ2 - ângulos de incidência e refração, respectivamente

Usando as duas fórmulas, é possível resolver boa parte dos exercícios e situações que envolvam a refração da luz.

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Primeira lei da refração:

Primeira Lei da Refração: regida pelo enunciado “O raio incidente, o raio refratado e a normal, no ponto de incidência, estão contidos num mesmo plano”, ou seja, são coplanares. Em outros termos, o plano de incidência e o plano da luz refratada coincidem.

Segunda lei da refração:

Segunda Lei da Refração: A Lei de Snell-Descartes é aquela em que calcula-se o valor do desvio sofrido pela refração da luz. Postula que “Os senos dos ângulos de incidência e refração são diretamente proporcionais às velocidades da onda nos respectivos meios”, representado pela expressão: na.senθa = nb.senθb.

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No fenômeno de refração, a frequência da luz não se altera, entretanto, sua velocidade e comprimento de onda variam de maneira inversamente proporcional: se a velocidade da luz diminui, seu comprimento de onda aumenta e vice-versa.

As propriedades primárias da luz visível são intensidade, direção de propagação, espectro de frequência ou comprimento de onda e polarização. A sua velocidade no vácuo, 299 792 458 metros por segundo (m/s), é uma das constantes fundamentais da natureza.

Intensidade: O índice de refração é uma grandeza escalar, adimensional, cujo módulo é sempre maior ou igual a 1. Por exemplo, a velocidade da luz no vácuo é 1,33 vezes maior do que a da luz que se propaga em um meio cujo índice de refração é igual a 1,33.

Direção de propagação: No fenômeno da refração, ocorre a alteração da velocidade de propagação da luz e um desvio da direção original, ou seja, a luz sofre um desvio angular em relação à reta normal, de modo que passa de um meio transparente para outro transparente diferente.

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Espectro de frequência: A frequência da luz, nesse caso, diz respeito ao número de oscilações realizadas pelos campos elétrico e magnético, a cada segundo. De acordo com a natureza ondulatória, a luz propaga-se em uma direção perpendicular ao campo eletromagnético que a origina.

Comprimento de onda: O comprimento de onda é igual à velocidade da onda dividida pela frequência da onda. Quando se lida com radiação eletromagnética no vácuo, essa velocidade é igual à velocidade da luz 'c', para sinais (ondas) no ar, essa velocidade é a velocidade na qual a onda viaja.

Polarização: Temos 2 principais tipos de polarização: Polarização por refração: Quando a luz é refratada ela fica parcialmente polarizada.

Polarização por reflexão: Quando o raio de luz é refletido em um ângulo específico, ele é totalmente polarizado.

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Dois lápis de cor

Um copo de vidro transparente com água

Uma garrafa de água transparente de cafeteira

Folhas de papel com desenhos para ilustrar

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Newton foi o primeiro a entender o que era o arco-íris: ele refrata a luz branca com um prisma e a divide em cores básicas: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul e violeta.

Em suas experiências com luz e cores no final da década de 1660, muitos de seus contemporâneos acreditavam que a cor era uma mistura de claro e escuro e que os prismas tingiam a luz. Mas, apesar da opinião predominante, convenceu-se de que a luz branca não era a entidade simples que Aristóteles pensava que fosse, mas sim uma mistura de raios muito diferentes que correspondiam a cores diferentes.

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Em seu experimento, Newton usou prismas triangulares de vidro. A luz penetra por uma das faces do prisma e é refratada até se decompor em cores diferentes. Os prismas agem desta forma porque a luz muda de velocidade quando passa do ar para o vidro do prisma. Depois que as cores foram separadas, Newton usou um segundo prisma para retratá-las novamente e formar novamente a luz branca. A experiência demonstrou que o prisma não acrescentava cor à luz, como muitos acreditavam. Newton também passou apenas a cor vermelha obtida com um prisma através de um segundo prisma, descobrindo assim que a cor não foi alterada. Foi mais uma prova de que o prisma não criava as cores, mas apenas separava aquelas que estavam presentes no feixe de luz original.

A Concepção atual de luz e cor nasceu com Isaac Newton e sua valiosa contribuição ao assunto.

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O experimento foi de suma importância para colocar em prática o conhecimentos teóricos e observar a refração da luz acontecendo. Ocorrendo deformidades no lápis e nos desenhos representados no papel, sendo assim chegamos ao objetivo do experimento que delimitamos.

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ASTH, Rafael C.Refração da luz: o que é, leis e índice.Toda Matéria.Disponível em:https://www.todamateria.com.br/refracao-da-luz/.

HELERBROCK,Rafael.Mundo Educação.Refração da Luz. Disponível em:https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/a-refracao-luz.htm#:~:text=Refra%C3%A7%C3%A3o%20da%20luz%20%C3%A9%20um,luz%2C%20a%20sua%20velocidade%20diminui.

LÁPIS, Representação imagem. Brasil Escola. Disponível Em:https://s5.static.brasilescola.uol.com.br/be/2020/02/refracao-da-luz-lapis.jpg

BOARO, Professor. Agua que inverte a imagem - experiência de física - refração da luz. YouTube. Disponível em:

https://www.google.com/search?q=refra%C3%A7%C3%A3o+da+luz+experimento&oq=refra&gs_lcrp=EgZjaHJvbWUqDggAEEUYJxg7GIAEGIoFMg4IABBFGCcYOxiABBiKBTIGCAEQRRg5MgoIAhAAGLEDGIAEMhAIAxAAGIMBGLEDGIAEGIoFMgcIBBAAGIAEMgcIBRAAGIAEMgcIBhAAGIAEMgcIBxAAGI8CMgcICBAAGI8CMgcICRAAGI8C0gEJNDMxNWoxajE1qAIIsAIB&sourceid=chrome&ie=UTF-8#cobssid=s&fpstate=ive&vld=cid:1cc14fd1,vid:hgUwhIEvv-8,st:0

https://telescopihttps://telescopioschile.cl/el-prisma-de-newton/oschile.cl/el-prisma-de-newton/