Índice de refração é a razão entre as velocidades da luz ao trocar de meio. Essa grandeza física não possui unidade de medida. Isto é, ela é adimensional. Dessa forma, essa refração dependerá da razão entre a velocidade da luz no vácuo e no meio considerado.
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O que é índice de refração
Índice de refração é a razão entre as velocidades da luz em dois meios distintos. Geralmente, essa razão é calculada com relação à velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio. Além disso, para certos ângulos de incidência, a luz também terá uma mudança de direção.
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A mudança de direção de propagação da luz ocorrerá apenas se o ângulo de incidência for diferente de 90° com relação à superfície. Além disso, caso a luz passar de um meio mais refringente para um meio menos refringente, a velocidade aumenta e a luz se afasta da reta normal. Da mesma forma, se a luz passa de um meio menos refringente para um meio mais refringente, sua velocidade diminui e ela se aproxima da reta normal.
Como calcular o índice de refração
Para calcular essa grandeza física basta fazer a razão entre as velocidades da luz no vácuo e no meio considerado. Entretanto, caso seja necessário calcular o refração relativa da luz, basta dividir um índice pelo outro.
Índice de refração absoluto
A refração absoluta da luz é dada pela razão entre a velocidade da luz no vácuo e velocidade da luz no meio considerado
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- n: índice de refração
- c: velocidade da luz no vácuo: c = 3×108 m/s.
- c: velocidade da luz no meio (m/s).
Note que, quanto maior for a razão, maior será o valor de n.
Índice de refração relativo
Pode ser necessário considerar o índice relativo em dois meios diferentes. Dessa forma, a fórmula será:
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- nAB: índice de refração de A em relação a B.
- nB: índice de refração de B.
- nA: índice de refração de A.
Nessa conta, pode-se desconsiderar a velocidade da luz no vácuo.
Tabela do índice de refração
Alguns materiais possuem seus índices de refração bem definidos. Por isso, selecionamos sete substâncias para você conhecer os respectivos valores de n.
Note que o valor de n para o ar é muito próximo do seu valor para o vácuo. Assim, em certos casos, pode-se considerar seu valor como 1. Além disso, o valor para a refração da luz no diamante é muito grande. Isso significa que a luz viaja muito mais devagar nesse meio do que no vácuo.
Vídeos sobre índice de refração
Ao trocar de meio, a luz muda sua velocidade. Porém, você continuará com o foco nos estudos. Por isso, selecionamos alguns vídeos para aprofundar ainda mais seu conhecimento. Confira:
Refração da luz
Os professores Gil Marques e Claudio Furukawa realizam vários experimentos que ilustram a refração da luz. Dessa forma, eles definem e ilustram o conceito de meio homogêneo. Além disso, os experimentos feitos no vídeo podem ser reproduzidos em feiras de ciência.
Introdução às leis da refração
O professor Marcelo Boaro explica de maneira didática as leis da refração. Além disso, Boaro também ensina o que é a dispersão da luz e outros conceitos fundamentais da óptica geométrica. Ao fim da aula, o professor resolve um exercício de aplicação.
Introdução à óptica geométrica
De nada adianta estudar a refração da luz se não souber o básico. Por isso, o professor Boaro ensina os conceitos básicos da óptica geométrica. Com eles, será possível compreender melhor todos os fenômenos ópticos. Ao fim da videoaula, o professor resolve um exercício de aplicação
Além da refração luminosa, outro conceito básico da óptica geométrica é a Reflexão da luz.
Referências
YOUNG, H. D. et al. Física IV: óptica e física moderna. São Paulo: Addison & Wesley. 2016
HALLIDAY, D. et al. Física IV: óptica e física moderna. São Paulo: Pearson . 2008.
NUSSENZVEIG. H. M. Curso de Física Básica – Volume 4. Rio de Janeiro: Blucher. 2014
Por Hugo Shigueo Tanaka
Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).
Tanaka, Hugo Shigueo. Índice de Refração. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/indice-de-refracao. Acesso em: 16 de April de 2024.
1. [PUC-RJ]
Sabendo que a velocidade de uma onda eletromagnética em um meio é dada por 1,2×108 m/s, qual é o índice de refração desse meio?
a) 2,5
b) 1,2
c) 1,8
d) 2,0
e) 0,4
Alternativa correta: A
n = c/v
n = 3,0×108/1,2×108
n = 2,5
2. [Unisc]
Uma luz monocromática verde e uma luz monocromática violeta propagam-se em um tipo de vidro com velocidades de 1,970×108 m/s e 1,960×108 m/s, respectivamente. Considerando que a velocidade da luz no vácuo é de 3,0×108 m/s, a relação entre o índice de refração do vidro para a luz verde (nA) e o índice de refração do vidro para a luz violeta (nB) será:
a) nA = nB
b) nA ≤ nB
c) nA < nB
d) nA ≥ nB
e) nA > nB
Alternativa correta: C
Quanto maior for a velocidade da luz no meio, menor será o índice de refração. Logo, o índice de refração do vidro para a luz verde é menor que para a luz violeta.