Resumo nº4 – Refração e índice de refração
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Resumo nº4
Refração e índice de refração
💡 Ideia principal
O índice de refração n = c/v mede quanto a luz é mais lenta num meio. Na refração a frequência não muda, enquanto v e λ diminuem num meio de maior n: n₁λ₁ = n₂λ₂.
🎯 No fim deste resumo deves ser capaz de
- determinar índices de refração e interpretar o seu significado (3.8);
- comparar a onda incidente e a refratada: f, v, λ e intensidade (3.9);
- relacionar índices de refração, velocidades e comprimentos de onda (3.10).
1Índice de refração
Ao passar de um meio para outro, a velocidade de propagação da luz muda. O índice de refração n de um meio compara a velocidade da luz no vácuo com a velocidade no meio:
- Quanto maior é n, menor é a velocidade da luz no meio.
- n não tem unidades.
- Exemplos: ar ≈ 1,00; água ≈ 1,33; vidro ≈ 1,50; diamante ≈ 2,42.
2Refração de uma onda
A refração é a mudança de velocidade (e, em geral, de direção) de uma onda ao passar de um meio para outro. Comparando a onda refratada com a incidente:
- frequência: não muda (é imposta pela fonte);
- velocidade e comprimento de onda: mudam (diminuem num meio de maior n);
- intensidade: menor, porque parte da energia é refletida ou absorvida.
3Relações entre n, v e λ
Como f é constante e v = λ·f, a velocidade e o comprimento de onda variam na mesma proporção:
Quando a luz entra num meio com maior n, v e λ diminuem e a luz «dobra» para a normal.
4Exemplos resolvidos
Exemplo 1 · Velocidade no vidro
O índice de refração de um vidro é 1,50. Qual é a velocidade da luz no vidro?
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Pedido: v.
- Definição de n.n = cv ⇒ v = cn
- Substituir.v = 3,00×10⁸1,50 = 2,00×10⁸ m/s
Exemplo 2 · Comprimento de onda na água
Uma luz de 600 nm no ar entra na água (n = 1,33). Qual é o seu comprimento de onda na água?
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Pedido: λágua.
- Relação entre n e λ.nar·λar = nágua·λágua
- Resolver.λágua = 1,00 × 6001,33 = 451 nm
Exemplo 3 · Frequência e velocidade no diamante
Uma luz de 5,0×10¹⁴ Hz propaga-se no ar e passa para o diamante (n = 2,42). Calcula a frequência e a velocidade no diamante.
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Pedido: f e v no diamante.
- A frequência não muda na refração.f = 5,0×10¹⁴ Hz
- Velocidade.v = cn = 3,00×10⁸2,42 = 1,24×10⁸ m/s
5Resumo para memorizar
6Erros típicos a evitar
❌ Cuidado!
- Dizer que a frequência muda na refração.
- Escrever n = v/c (invertido).
- Esquecer que n ≥ 1.
- Trocar n₁/n₂ por v₁/v₂ (a relação é inversa).
- Dizer que a luz é mais rápida num meio de maior índice de refração.
7Verifica o que aprendeste
8Atividade para a aula
➡️ A seguir
No Resumo nº5 vais aplicar as leis da refração e estudar a reflexão total.
