Refração da Luz — Estudo Interativo
Física · Óptica · Capítulo 3

Por que a luz entorta?

Mexa nos controles e veja o raio de luz mudar de caminho na hora. Tudo sobre refração, reflexão total, piscina e lâmina de vidro — pra você brincar, não só ler.

Laboratório de luz
ângulo que entra = 30° ângulo que sai = 22° limite = —

Controles

Meio 1 = de onde a luz vem (em cima). Meio 2 = pra onde ela vai (embaixo). Quanto maior o número, mais “pesado” pra luz.

01

A ideia principal

Com três coisas você entende quase tudo.

A luz muda de velocidade

Quando a luz sai de um lugar e entra em outro (do ar pra água, por exemplo), ela muda de velocidade. É por isso que ela entorta. A cor dela continua igual.

n = cv

A fórmula de Snell

Liga os ângulos com os dois meios. Atenção: o ângulo é sempre contado a partir da linha reta perpendicular (a “normal”), nunca da superfície.

n1 · sen i = n2 · sen r

Qual meio “segura” a luz

Indo pra um meio mais pesado (número maior), a luz fica mais lenta e o raio chega mais perto da normal. Indo pra um mais leve, o raio abre pro lado.

meio mais leve ⟶ raio abre
02

Quando a luz fica presa

Faça o teste no laboratório: clique em Água → Ar e vá aumentando o ângulo.

O ângulo limite

Se a luz está saindo do meio pesado e você vai abrindo o ângulo, chega uma hora em que o raio que sai fica “deitado”. Esse ângulo é o limite (L).

sen L = menormaior

Reflexão total

Passou do limite, a luz não consegue mais sair: ela bate e volta toda pra dentro. Precisa de duas coisas juntas: 1) ir do meio pesado pro leve 2) ângulo maior que o limite.

Pra que serve

É assim que a fibra óptica funciona: a luz fica quicando, presa lá dentro, até chegar no outro lado. Também é o que cria as miragens.

núcleo mais pesado que a casca
03

Calculadoras

Coloque os números do exercício e veja a resposta na hora.

Achar o ângulo de saída

A fórmula de Snell faz a conta.

—

Fundo da piscina

Por que parece mais raso.

—

Pulo no vidro

Quanto a luz anda pro lado.

—
04

Exemplos resolvidos

Clique pra abrir o passo a passo.

A piscina que parece rasaPiscina›

Tem um objeto no fundo de uma piscina de 2,66 m. Alguém olha de cima, do ar. Que fundo essa pessoa enxerga? (ar = 1; água = 1,33)

11,33 = fundo visto2,66
fundo visto = 2,66 · 11,33 = 2,0 m

Ou seja: parece 2 m, mas tem 2,66 m de verdade. Sempre parece mais raso.

O pulo da luz no vidroVidro›

A luz vem do ar e bate a 60° num vidro reto de 4 cm de espessura (meio √3). Quanto ela anda pro lado? (tg 30° ≈ 0,57)

Snell: sen r = sen 60°√3 = 12  ⟶  r = 30°
d = 4 · sen (60° − 30°)cos 30° = 4 · tg 30°
d = 4 · 0,57 ≈ 2,3 cm
O ângulo limite da águaReflexão total›

Qual o maior ângulo em que a luz ainda consegue sair da água (1,33) pro ar (1)?

sen L = 11,33 ≈ 0,75
L ≈ 48,6°

Passou de 48,6°, a luz não sai mais: fica presa na água. (É por isso que o peixe enxerga o mundo de fora por uma “janelinha”.)

05

Teste rápido

Quatro perguntas. Clique numa alternativa pra ver se acertou.

01A luz passa do ar para o vidro (que é mais pesado pra luz). O que acontece com o raio?
02Pra luz ficar presa (reflexão total), o que precisa acontecer?
03Quando a luz entorta, o que NÃO muda nela?
04Uma piscina tem 2 m de fundo de verdade. Vista de cima, ela parece ter:
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Fórmulas pra colar

Sua cola final.

Pra quêFórmulaQuando usar
Velocidade da luz no meion = cvsaber o quanto frear
Fórmula de Snelln1·sen i = n2·sen rachar o ângulo de saída
Ângulo limitesen L = menormaiorquando começa a reflexão total
Fundo da piscinanolhonobjeto = fundo vistofundo realprofundidade aparente
Pulo no vidrod = e · sen (i − r)cos rlâmina de faces paralelas
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Resumão sem enrolação

Se for guardar uma coisa só, guarda isto.

Por que entorta

A luz muda de velocidade ao trocar de meio, e por isso vira. É como um carrinho que entra de lado na areia: a roda que toca primeiro freia e ele gira.

Pra que lado vira

Entrou num meio mais lento → chega perto da reta (normal). Saiu pra um mais rápido → abre pro lado. Se abrir demais → não sai e volta tudo.

Onde a gente vê

Piscina parece rasa, vidro faz a imagem “pular” pro lado, o asfalto quente parece molhado (miragem) e a fibra óptica leva a luz longe sem deixar escapar.

Refração da Luz · estudo interativo · mexa à vontade nos controles.
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