Neste artigo, discutiremos diferentes tipos de refração, juntamente com exemplos de cada um.
Com base na densidade do meio, vemos vários tipos de fenômenos de refração da luz. Os tipos de refração estão listados abaixo: -
Refração Difusa
Quando um raio de luz se difunde em todas as direções enquanto viaja de um meio para outro, isso é chamado de refração difusa. Este efeito é visto quando o raio de luz sai da superfície côncava e ou se propaga em diferentes comprimentos de onda e refrata em diferentes ângulos.
Um exemplo comum de refração por difusão é a difusão da luz de uma lâmpada. Os raios da luz passam em todas as direções, portanto, são usados como luminância.
Refração especular
Quando um raio de luz viaja de um meio para outro, ele sofre refração, e um raio de luz se curva, desviando-se para perto ou para longe do raio normal, com base no índice de refração do meio.
Se um raio de luz viajar de um meio mais denso para um mais raro, o raio de luz se desviará do normal.
O raio incidente 'i' viajando de um meio com índice de refração n1 entra no meio de índice de refração n2 e refrata para longe do raio normal como n1> n2.
Se um raio de luz viaja de um meio mais leve para um mais denso, o raio de luz se curvará em direção ao normal.
O raio incidente 'i' viajando de um meio de índice de refração n1 atravessar o meio de índice de refração n2 e se inclina em direção ao 'N' normal, se n1<n2.
Considere um lápis inserido em um copo de água tal que uma parte de um lápis fique imersa na água e parte de t no ar.
Crédito de imagem: Newsweek
Você notará que um lápis parece estar levemente dobrado na água. Isso se deve ao fato de que a densidade da água é mais do que o ar; portanto, os raios incidentes viajando do ar para a água mostrarão algum desvio do raio normal formando um ângulo de refração em direção à normal.
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Refração Brilhante
Um raio de luz mostrando os dois tipos de refração que é difusão, bem como a refração especular, então a superfície parecerá brilhante. Esse tipo de refração é chamado de refração brilhante.
Você pode ver refração brilhante em cristais como quartzo, quartzo fumê, turmalina, ametista, quartzo rosa, citrino, rubi, cornalina, etc. A luz entra no cristal e é difratada de todas as faces do cristal e é refratada especularmente de uma face de um cristal, como mostrado na figura abaixo.
A difusão de uma luz que entra pela superfície do diamante dá uma aparência brilhante a ele e a superfície parece brilhante.
O comprimento de onda da luz refratada varia da luz incidente dependendo da propriedade de absorção do material. É claramente indicado no diagrama acima que todos os comprimentos de onda da luz são absorvidos nos diamantes e um comprimento de onda na faixa de 380-420nm é dado, portanto, o cristal aparece na cor roxa.
Alguns outros exemplos de refrações brilhantes são balões de água, bolinhas de gude, vidro, LEDs, etc.
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Refração Acústica
A velocidade de um som depende da densidade do meio através do qual ele viaja. A velocidade do som no ar é 330m/s e a da água é 1480m/s.
Se você notou a diferença enquanto fala em pé perto dos corpos d'água e normalmente no chão, você pode ouvir a pessoa que está do outro lado de um rio distante, mas o mesmo não acontece quando duas pessoas tentam falar em pé o solo à mesma distância um do outro.
Refração Negativa
Quando a luz está viajando do meio com um índice de refração negativo, um raio de luz é dobrado fazendo um ângulo negativo para uma normal da superfície.
Considere um raio de luz de uma fonte pontual incidente na superfície da placa de vidro e então converge no foco f1 e então novamente diverge de f1 e incide em outra superfície do vidro de onde os raios novamente se curvam e se encontram com a normal fazendo um ângulo negativo.
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Refração Sísmica
A Terra sempre passa por várias atividades tectônicas de placas. À medida que as placas estão flutuando sobre a astenosfera, as placas podem convergir ou divergir dependendo das forças que atuam na placa que causa seu movimento. A convergência ou divergência da placa chega com diferentes atividades vulcânicas que causam a formação de ondas sísmicas.
Crédito de imagem: Quora
As ondas sísmicas são classificadas como ondas primárias e secundárias. À medida que a densidade da Terra varia camada por camada, as ondas s e p que viajam pela Terra sofrem refração. A onda S pode viajar apenas do meio sólido, enquanto a onda p, que é uma onda longitudinal, pode viajar tanto do sólido quanto do líquido.
Refração Atmosférica
Em uma atmosfera mais alta, a pressão é baixa e, portanto, o raio de luz que entra na atmosfera da Terra percorre uma distância maior. Portanto, vemos um deslocamento dos objetos de sua posição real. Além disso, há variação na atmosfera devido às condições de temperatura e pressão, e a densidade do ar varia. À medida que o raio viaja de duas camadas de densidade diferentes, o raio de luz sofre refração.
A refração atmosférica é vista à noite durante o piscar da estrela. A posição da estrela que aparece no céu não é a mesma que aparece. A mudança na posição ocorre porque o raio de luz da estrela que entra na atmosfera da Terra se dobra devido à diferença de densidade.
Crédito de imagem: hora e data
O mesmo acontece no momento do nascer e do pôr do sol. Quando os raios solares atingem a atmosfera da Terra, os raios de luz se dobram e entram pela atmosfera da Terra e, para os espectadores, parece que o Sol já tem resina, mas na verdade, o Sol ainda está no horizonte.
Durante o pôr-do-sol, mesmo depois do pôr-do-sol, o Sol aparece acima do horizonte devido à refração da luz recebendo aos telespectadores.
Perguntas Frequentes
Qual é a lei de Snell?
O raio de luz que viaja de dois meios diferentes sofre refração.
“A razão entre o ângulo de refração e o ângulo de incidência é diretamente proporcional ao índice de refração do meio a partir do qual o raio de luz viaja.”
A velocidade da luz muda na refração?
Quando a luz viaja de um meio para outro, ela mostra refração.
Devido à refração, a direção do raio de luz muda à medida que viaja em diferentes ângulos; portanto, a velocidade da luz diminui ao viajar de um meio mais raro para um meio mais denso e mais longe.
Por que os raios de luz não atingem a zona abissal devido à refração?
A zona abissal está 1500m abaixo da superfície do oceano.
Devido ao maior volume da água, a pressão nesta zona é alta. A luz que entra de cima da superfície da água se difunde e não pode chegar mais fundo à medida que a velocidade da luz diminui.
Leia também:
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Olá, sou Akshita Mapari. Eu fiz M.Sc. em Física. Trabalhei em projetos como Modelagem numérica de ventos e ondas durante ciclones, Física de brinquedos e máquinas mecanizadas de emoção em parque de diversões baseado na Mecânica Clássica. Fiz um curso de Arduino e realizei alguns miniprojetos no Arduino UNO. Gosto sempre de explorar novas zonas no campo da ciência. Pessoalmente, acredito que o aprendizado é mais entusiasmado quando aprendido com criatividade. Além disso, gosto de ler, viajar, dedilhar violão, identificar rochas e estratos, fotografar e jogar xadrez.