Reflexão Total

Borges e Nicolau

Observe na figura abaixo a capa do livro PHYSIK.

A fonte de luz encontra-se num meio mais refringente. Existem raios que refratam sem desvio, outros que ao refratar afastam-se da normal. Note que a refração é acompanhada de reflexão. Mas existem raios que só refletem e nada refrata.

É a reflexão total.

Para haver reflexão total duas condições devem ser obedecidas:

• A luz deve se propagar no sentido do meio mais refringente para o meio menos refringente.
• O ângulo de incidência deve ser maior do que um certo ângulo L, denominado ângulo limite, que corresponde a uma refração rasante:

Exercícios básicos

Exercício 1:
Dois meios 1 e 2 de índices de refração √3 e 2, respectivamente, são separados por uma superfície plana. Para haver reflexão total a luz deve se propagar no sentido do meio 1 para o meio 2 ou no sentido do meio 2 para o meio 1?


Exercício 2:
Retome a questão anterior. Qual é o ângulo limite entre este par de meios?


Exercício 3:
Uma fonte de luz F está situada num líquido de índice de refração 2. O índice de refração do ar é igual a 1. Na figura individualizamos um raio de luz R que incide na superfície de separação segundo um ângulo i.

Calcule :
a) O ângulo limite deste par de meios.
b) Para i = 20º ocorre refração ou reflexão total?
c) Para i = 40º ocorre refração ou reflexão total?

Exercício 4:
O ângulo limite para certo par de meios é 37º. Um meio tem índice de refração 1,2. Qual é o índice de refração do outro meio?
Dado: sen 37º = 0,6


Exercício 5:
Um raio de luz propagando-se no ar incide num bloco de vidro de índice de refração √2, conforme indica a figura. Após refratar-se o raio incide na face AB. Nesta face o raio sofre refração ou reflexão total?

Exercício 1: resolução
A luz deve se propagar no sentido do meio mais refringente (meio de maior índice de refração) para o meio menos refringente. Assim, a luz deve se propagar no sentido do meio 2 para o meio 1.

Resposta: No sentido do meio 2 para o meio 1

Exercício 2: resolução
sen L = n_menor/n_maior => sen L = √3/2 => L = 60°

Resposta: 60º

Exercício 3: resolução

a) sen L = n_menor/n_maior => sen L = 1/2 => L = 30°

b) 20° < 30°: refração

c) 40° > 30°: reflexão total

Respostas: a) 30º; b) refração; c) reflexão total

Exercício 4: resolução

sen L = n_menor/n_maior => sen 37° = 1,2/n => 0,6 = 1.2/n => n = 2

Resposta: 2

Exercício 5: resolução

Cálculo do ângulo r de refração na face horizontal:

Lei de Snell-Descartes:

n₁.sen i = n₂.sen r => 1.sen 45° = √2.sen r => 1.√2/2 = √2.sen r =>
sen r = 1/2 => r = 30°

O ângulo de incidência na face AB é 90° - 30° = 60°

Para sabermos se ocorre refração ou reflexão total devemos calcular
o ângulo limite L:

sen L = n_menor/n_maior => sen L = 1/√2 = √2/2 => L = 45°

Sendo 60° > 45°, concluímos que ocorre REFLEXÃO TOTAL.

Resposta: reflexão total