Como Funciona a Refração (ART3148)

Por que a luz muda de trajetória ao passar de um meio a outro? Por que um lápis colocado num copo com água parece “quebrado"? Tudo isso pode ser explicado pela refração. Faça algumas experiências simples, porém interessantes, para entender o que é a refração.

Nota: se bem que seja um artigo de física, a óptica é hoje fundamental para eletrônica devido ás aplicações na optoeletrônica. O artigo é de grande utilidade, portanto.

A luz é uma forma de radiação eletromagnética e como tal é formada por “ondas”, que se propagam a grande velocidade. No vácuo, sua velocidade é da ordem de 300 000 quilômetros por segundo, mas em meios mais densos, como a água ou o vidro (ou qualquer meio material transparente), essa velocidade é menor.

O resultado desta propagação em menor velocidade faz com que a luz, ao passar de um meio para outro, possa modificar sua trajetória.

Se a luz incidir verticalmente na superfície de separação entre dois meios, conforme mostra a figura 1, sua trajetória não muda, mas apenas a velocidade de propagação.

 


 

 

Entretanto, se a luz incidir num ângulo inclinado, ocorre um desvio da trajetória, conforme mostra a figura 2.

 


 

 

Este desvio é tal que o ângulo em relação à vertical, chamada de normal (N), é sempre maior no meio em que a propagação ocorre com maior velocidade, ou seja, no meio menos denso. Assim, em relação ao vidro e a água, a luz “quebra” para baixo quando incide obliquamente.

É por este motivo que ao colocarmos um lápis num copo d'água, eie parece “quebrado”, conforme mostra a figura 3.

 


 

 

Os índios, que pescam com arco e flecha, procurando acertar um peixe, não conhecem física nem óptica da maneira como explicamos, mas sabem exatamente que o fenômeno existe e o usam em seu proveito.

Como a direção em que o índio vê o peixe não corresponde à realidade, pois os raios de luz provenientes de sua imagem “quebram" ao passar de um meio para outro, ele não faz pontaria no que ele enxerga. Ele “compensa” a diferença com muita habilidade, apontando um pouco abaixo do peixe, pois sabe que esta é a sua posição real. Se ele “mirar” no local exato em que está o peixe, ele não o acertará nunca!

 


 

 

Numa feira de ciências, você pode demonstrar este efeito da refração com diversos tipos de “aparelhos" improvisados, como, por exemplo, o copo com água e o lápis, um desenho ilustrativo do índio e do peixe e até um aparelho, como mostra a figura 5.

 


 

 

Usando um aquário retangular, você o encherá com água turva com qualquer substância, como, por exemplo, cal, e focalizará o feixe de luz de uma lâmpada numa caixa.

O feixe paralelo de luz será, então, claramente desviado de sua trajetória, mostrando a refração.