Refração
De Dicionário Livre de Geociências
O lápis parece quebrado devido à refração da luz
Refração: s.f.Fis.- Mudança da velocidade e direção de propagação da luz quando passa por uma interface que separa dois meios opticamente diferentes.
Na figura ao lado pode-se ver que o lápis parece estar quebrado exatamente sobre a superfície da água. Isto se dá devido à refração da luz ao passar da água para o ar.
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Lei da Reflexão e Lei de Snell-Descartes
Leis da reflexão
- -O ângulo de incidência (A) é igual ao ângulo de reflexão (B).
- -Os raios incidente e refletido estão contidos no mesmo plano.
Lei de Snell-Descartes
Esta lei recebeu este nome porque foi descoberta simultânea e independentemente por Willebröd Snell (1580 1626) e René Descartes (1596 1650).
- -Os raios de incidência e de refração estão contidos no mesmo plano
- -A razão entre o seno do ângulo de incidência (senA) e seno do ângulo de refração (senC) é igual à razão entre o índice de refração do meio 1 (ar na figura) o indice de refração do meio 2 (água na figura).
| senA/senC=n1/n2 |
onde:
- senA= seno do ângulo de incidência
- senC= seno do ângulo de refração
- n1= índice de refração do meio 1
- n2= índice de refraçao do meio 2
Notar que os ângulos de incidência, reflexão e refração, são medidos em relação à normal ao plano que separa os dois meios.
Como os índices de refração são constantes, então a relação entre os ângulos de incidência e de refração também são constantes.
Índice de refração
É a razão entre a velocidade da luz no vácuo (300 000 km/s) e a velocidade da luz no meio considerado.
IR=c/nv
onde:
- IR=indice de refração
- c=velocidade da luz no vácuo (300 000km/s)
- nv= velocidade da luz no meio considerado.
Um meio onde a luz tenha a velocidade de 200 000km/s, terá índice de refração igual a 1,5.
Por convenção o índice de refração da luz ano vácuo é considerado 1. O índice de refração do ar é 1,00029 (temperatura de 15o C e 1 atm de pressão), o que é praticamente 1. Em laboratório, devido à dificuldade de obtenção do vácuo, consideramdos o índice de refração do ar como sendo 1 (ígual à da luz no vácuo).
Em relação ao índice de refração, os minerais podem ser isotrópicos ou anisotrópicos. Nos minerais isotrópicos, a velocidade da luz é sempre constante, independente da direção, e eles,portanto, possuem um único índice de refração. Nos minerais anisotrópicos, a velocidade da luz depende da direção. Nestes minerais temos dois ou três valores principais de índice de refração, além de valores intermediários. A diferença entre o índice máximo e o minimo constitue a birrefringência, ou dupla refração, do mineral, e estes minerais também são chamados de birrefringentes.
Veja o caso da calcita acima. As letras que estão abaixo do cristal, aparecem duplicadas para o observador. Isto se deve à sua elevada birrefringência. Como a luz atravessa o cristal com velocidades diferentes, os raios chegam deslocados na superfície superior, provocando a duplicação das letras.
O índice de refração, para um mesmo meio, é inversamente proporcional ao comprimento de onda e à sua temperatura.
Por convenção, os índices de refração dos minerais são dados em relação à luz monocromática do sódio, cujo comprimento de onda é 589 mm (ou 5890 Å ).
Exemplos de Índice de refração
| Substância | Índice de refração (n) |
|---|---|
| ar | 1,00029 |
| Araldite 6010 | 1.572 |
| água (20oC) | 1,333 |
| álcool etílico (anidro) | 1,362 |
| acetona | 1,357 |
| fluorita | 1,43 |
| querosene | 1,448 |
| Nujol (óleo laxante) | 1,477 |
| quartzo | 1,54 |
| glicerina | 1,473 |
| acrílico | 1,49 |
| vidro comum | 1,50 |
| Bálsamo do Canadá | 1,537 |
| diamante | 2,42 |
