Módulo 2 Refração da luz e índice de refração

Olá sejam bem-vindos à plataforma de ensino a distância das Óticas Diniz eu sou o Paulo Maciel e estarei com vocês nessa jornada agora nós vamos falar sobre refração da luz índice de refração observem essa imagem aqui vocês já viram uma imagem como essa antes não é verdade Vejam Só nós temos um lápis colocado num copo d'água e o que que a gente pode ver desse lápis esse lápis ele tem formas diferentes fora da água ele tem um formato e dentro da água ele tem outro o que será que pode estar acontecendo Esse é um dos melhores exemplos que a gente pode usar para falar sobre índice de refração falar sobre a refração da luz Observe a luz quando ela está interagindo com o lápis para levar a informação até o seu olho no caso você está observando o lápis com o seu Contorno original portanto se eu tenho um lápis na minha mão e eu mostro esse lápis assim dessa forma para vocês Vocês conseguem saber direitinho que o lápis ele tem um determinado comprimento determinados espessura Ele está na minha mão desta forma porque porque esse lápis ele está interagindo com um meio transparente de menor índice de refração que existe eu dou um doce para você adivinhar Qual é esse meio transparente vamos lá vamos dar cinco segundos para você cinco quatro três dois um por mais que a gente não consegue enxergá-lo o ar é um meio transparente ele possui um índice de refração o índice de refração do ar é um por isso que o índice de refração de todos os outros meios transparentes como a água como o vidro ou até mesmo os índices de refração das lentes de óculos eles são superiores a um um ponto meia sete um ponto 59 um ponto 74 etc porque porque é o ar é o índice do ar mas o índice real do material então quando a gente pega um lápis e eu mostro esse lápis para você e você vê esse lápis no formato original dele isso significa que você o vê na forma original porque esse objeto está interagindo com o menor índice de refração que existe que é o ar Então você tem uma noção digamos assim exata do posicionamento e formato do objeto agora se você ver na imagem ou a parte do lápis que está dentro da água aí sim nós temos uma interação diferente nós temos o lápis interagindo com o índice de refração que é superior ao doar o índice de refração da água desse copo é 1,33 então o que que a gente pode notar aí de diferença parece que o lápis é mais grosso e parece que ele está desviado parece que ele está mudando de posição é justamente esse o princípio do índice de refração a percepção da imagem é alterada conforme o índice de refração se modifica também então essa imagem do lápis no copo d'água é perfeito para a gente introduzir o conceito de refração da luz sempre quando a gente fala de refração da luz significa a parte onde a luz ela interage com meios transparentes o que isso significa por exemplo eu estou com meu óculos aqui não estou ele tem lentes direita e esquerda eu consigo enxergar tudo que está o meu redor porque porque eu uso lentes que tem uma determinada transparência e quando a luz ela ultrapassa esse meio transparente que é a lente do meu óculos para chegar até o meu olho a luz ela sofreu uma modificação Isso é o que a gente chama de refração da luz a refração da luz é a parte onde nós compreendemos a interação entre a luz e os meios transparentes aliás falando sobre isso é uma parte muito importante que a gente também pode explicar sobre índice de refração já que refração é o fenômeno da Luz ultrapassando o meio transparente e o índice de refração o que que é o índice de refração é um cálculo que nos ajuda a compreender as modificações da luz a ultrapassar esses determinados meios transparentes então o que que nós vamos ver agora eu vou colocar para vocês em tela cheia essa imagem aqui vocês estão vendo muito bem o que que nós temos nessa imagem nós temos a simulação da refração em três meios transparentes diferentes da esquerda para direita nós temos a água que é o índice um ponto 33 nós temos o vidro o índice um ponto 50 e nós temos aí como um extremo aí para a gente fazer um cálculo o Diamante que é o índice um dois ponto quatro pois bem agora que vocês estão me vendo de volta eu vou mostrar para vocês como funciona essa parte aqui do índice de refração a parte azul escura que vocês estão vendo aqui tem um ângulo aqui de 60 graus como vocês podem observar o que que nós podemos ver nessa parte a luz nessa simulação ela está no ar e está entrando na água numa inclinação de 60 graus só que vocês podem notar que está acontecendo algo diferente aí a luz estava no ar 60 graus ela refratou na água cujo índice é um ponto 33 e o que que aconteceu uau a luz ela sofreu um desvio de trajetória portanto a primeira coisa que a gente vê na refração da luz que também nos leva a entender como funciona o índice de refração é justamente essa primeira parte esse primeiro fenômeno primeira coisa que a gente pode ver é quando a luz ela ultrapassa um meio transparente a luz ela sofre um desvio de trajetória agora Vocês entenderam Porque que o lápis parece que ele tá quebrado dentro do copo justamente por causa disso como índice de refração da água é maior do que o do ar a impressão que você tem é que o lápis está quebrado porque a Luz está sendo desviada então você vê um lápis de uma forma diferente vão entender um pouquinho melhor isso ó vamos ampliar a tela de novo e agora nós vamos estudar a refração do índice 1. 5 mais uma vez nós temos a simulação da luz no ar um nessa hora ela já não vai mais refratar a água ela vai refratar o vidro aí nesse índice 1. 5 a luz é 60 graus refratou Lembrando que refratar quer dizer quando a luz ultrapassa o meio transparente a luz ela está no ar 60 graus ela refrata um índice 1.

5 e também sofreu um desvio de trajetória só que Observe o desvio da luz na água 40 graus e agora o desvio da luz do vidro 35 desvio mas desviou diferente vamos dar uma olhada agora no outro extremo que é o diamante não temos lentes de Diamante ainda né provavelmente alguém já tava aí super feliz olha eu tô vendo treinamento da Diniz estão falando aqui de lentes de Diamante índice 2. 4 vai ficar fininha Não ainda não não existem lentes de Diamante seriam de altíssimo valor agregado acredito eu mas o diamante a gente vai usar só como um exemplo para vocês entenderem os fenômenos e refração que também nos levam ao entendimento sobre o índice de refração em si na tela novamente o que que nós vemos é o que mais uma vez a simulação da Luz chegando a 60 graus aí nós vamos refratar essa luz no diamante mais uma vez sofreu desvio porém agora 21 graus portanto na água de 60 para 40 no vidro de 60 para 35 é no diamante de 60 para 21 Qual é a conclusão que nós podemos chegar quanto maior o índice de refração maior será o desvio da Luz refratada isso é interessante outra coisa que a gente também pode notar que vai fechar assim de uma forma bem interessante o que é o índice de refração é o próprio cálculo dele observem aí como é que se calcula o índice de refração não sei se todos sabiam o índice de refração ele é simbolizado né pelo uma sigla letra N N minúsculo o índice de refração é o que é quando nós calculamos a velocidade da luz no vácuo isso é a ausência de ar a luz no vácuo que é 300 mil Km por segundo a velocidade super rápido a gente pega esses 300 mil Km por segundo e dividir ele pela velocidade da luz no momento que ela ultrapassa um determinado meio transparente o resultado dessa divisão é um índice de refração você deve estar pensando meu deus do céu o que eu sabia do índice de refração era o quê Quanto maior o índice de refração mais fininhas as lentes ficam e só eu sei que um ponto meia sete mais fina que o policarbonato e o CR é mais grosso que eu que um ponto meia sete por aí vai agora a gente sabe as origens né de tudo isso pois bem primeira conclusão que a gente viu quanto maior o índice de refração maior é o desvio da Luz agora eu vou propor para vocês alguns cálculos para a gente entender da onde vem esse tal índice de refração levando em consideração Claro a equação que nós temos aí de 300 mil quilômetros por segundo dividido pela velocidade da luz no meio um cálculo difícil não não é difícil não Fiquem tranquilos é um cálculo muito fácil de fazer eu proponho o seguinte onde quer que você esteja busca uma calculadora uma calculadora um pode ser o aplicativo do telefone celular que você tem aí a calculadora eu vou dar 10 segundos para você buscar a calculadora 10 minutos não né 10 segundos tá passando Tá bom você pegou a calculadora O que que você vai fazer para mim você vai fazer um seguinte cálculo você vai digitar aí na calculadora 300 mil porque é 300 mil é velocidade da luz horas então você vai pegar os 300 mil e você vai dividir esses 300 mil pelo índice da água 300 mil dividido por 1. 33 o resultado foi 225.

564 km o que isso quer dizer que a luz no ambiente né a luz no vácuo ela estava super rápida 300 mil quilômetros por segundo de repente ela ultrapassou a água e a velocidade diminuiu ela foi de 300 mil para 225 e uns quebrados isso na água né zera calculadora aí agora coloca esses mesmos 300 mil vamos lá 300 mil agora você dividir isso por 1. 5 que é um segundo índice aí que a gente tá fazendo a comparação Tá vendo só 300 mil dividido por 1. 5 dá 200 mil isso é mais uma vez a velocidade diminuiu agora por último você vai fazer mais um cálculo onde você vai pegar aí esses 300 mil Zerou a calculadora não eu espero pronto Qual a calculadora zerada 300 mil de 20 pelo índice do diamante 2.