Luz - Velocidade
Há muito tempo sabe-se que a luz faz parte de um grupo de ondas, chamado de ondas eletromagnéticas, sendo uma das características que reune este grupo a sua velocidade de propagação.
A velocidade da luz no vácuo, mas que na verdade se aplica a diversos outros fenômenos eletromagnéticos como raios-x, raios gama, ondas de rádio e tv, é caracterizada pela letra c, e tem um valor aproximado de 300 mil quilômetros por segundo, ou seja:
No entanto, nos meios materiais, a luz se comporta de forma diferente, já que interage com a matéria existente no meio. Em qualquer um destes meios a velocidade da luz v é menor que c.
Em meios diferentes do vácuo também diminui a velocidade conforme aumenta a frequência. Assim a velocidade da luz vermelha é maior que a velocidade da luz violeta, por exemplo.
Índice de refração absoluto
Para o entendimento completo da refração convém a introdução de uma nova grandeza que relacione a velocidade da radiação monocromática no vácuo e em meios materiais, esta grandeza é o índice de refração da luz monocromática no meio apresentado, e é expressa por:
Onde n é o índice de refração absoluto no meio, sendo uma grandeza adimensional.
É importante observar que o índice de refração absoluto nunca pode ser menor do que 1, já que a maior velocidade possível em um meio é c, se o meio considerado for o próprio vácuo.
Para todos os outros meios materiais n é sempre maior que 1.
Alguns índices de refração usuais:
Material |
n |
Ar seco (0°C, 1atm) |
≈ 1 (1,000292) |
Gás carbônico (0°C, 1atm) |
≈ 1 (1,00045) |
Gelo (-8°C) |
1,310 |
Água (20°C) |
1,333 |
Etanol (20°C) |
1,362 |
Tetracloreto de carbono |
1,466 |
Glicerina |
1,470 |
Monoclorobenzeno |
1,527 |
Vidros |
de 1,4 a 1,7 |
Diamante |
2,417 |
Sulfeto de antimônio |
2,7 |
Índice de refração relativo entre dois meios
Chama-se índice de refração relativo entre dois meios, a relação entre os índices de refração absolutos de cada um dos meios, de modo que:
Mas como visto:
Então podemos escrever:
Ou seja:
Observe que o índice de refração relativo entre dois meios pode ter qualquer valor positivo, inclusive menores ou iguais a 1.
Refringência
Dizemos que um meio é mais refringente que outro quando seu índice de refração é maior que do outro. Ou seja, o etanol é mais refringente que a água.
De outra maneira, podemos dizer que um meio é mais refringente que outro quando a luz se propaga por ele com velocidade menor que no outro.
