Diferença entre ângulo de incidência e ângulo de refração

Diferença chave - ângulo de incidência vs ângulo de refração
 

o diferença chave entre o ângulo de incidência e o ângulo de refração é a ordem seqüencial dos dois ângulos, feita em uma interface de mídia por uma onda.

A refração é uma propriedade das ondas. Uma onda pode ter velocidades diferentes para diferentes mídias. A mudança de velocidade nos limites de um meio faz com que uma onda refrate. Este artigo é particularmente focado em raios de luz, por uma questão de simplicidade.

Definição de ângulo de incidência e ângulo de refração

Ângulo de incidência é o ângulo entre o normal na interface e o raio incidente.

Ângulo de refração é definido como o ângulo entre o normal na interface e o raio refratado. Os ângulos podem ser medidos por qualquer unidade, mas aqui os graus são usados. Vamos primeiro dar uma olhada em leis de refração.

1. Raio de incidente, raio refratado e o normal na interface estão no mesmo plano.
2. O seno do ângulo de incidência (i) ao do ângulo de refração (r) na interface permanece em constante relação. Essa constante é chamada índice de refração do segundo meio em relação ao primeiro meio.

Lembre-se da propriedade da reversibilidade da luz. Se simplesmente invertermos a direção do raio de luz, considerando o final presente como o início e o presente começar como o fim, o raio de luz traçará o mesmo caminho.

Formação de ângulo de incidência e ângulo de refração

A diferença entre o incidente e o raio refratado depende do fato de o raio de luz chegar à interface ou sair da interface. Imagine um raio de luz como um fluxo de fótons. O fluxo de partículas atinge a interface fazendo um certo ângulo com o normal e afunda no outro meio, essencialmente fazendo um ângulo diferente com o normal.

o ângulo de incidência pode variar manualmente, pois é independente do meio. Mas o ângulo de refração é definido pelos índices de refração da mídia. Mais a diferença entre índices de refração, mais a diferença entre ângulos.

Localização do ângulo de incidência e ângulo de refração em relação à interface

Se um raio de luz passa do meio1 para o meio2, o ângulo de incidência está no meio1 e o ângulo de refração está no meio2 e vice-versa para a troca dos meios.

Ambos os ângulos são feitos com o normal na interface dos médiuns. Dependendo do índice de refração relativo, o raio de luz refratado pode fazer um ângulo maior ou menor que o do raio de luz incidente.

Valores de ângulo de incidência e ângulo de refração

Refratando de um meio mais raro para mais denso

Qualquer valor entre 0 e 90 graus pode ser atribuído como ângulo de incidência, mas o raio refratado não pode receber nenhum valor se o raio de luz vier do meio mais raro. Para toda a faixa do ângulo de incidência, o ângulo de refração atinge um valor máximo exatamente igual ao ângulo crítico descrito a seguir.

Refratando de um meio mais denso para mais raro

O acima exposto não é válido para uma situação em que o raio de luz provém de um meio mais denso. Quando aumentamos o ângulo de incidência gradualmente, veremos que o ângulo de refração também aumenta rapidamente até que um determinado valor do ângulo de incidência seja atingido. Nesse ângulo crítico (c) do raio incidente, o raio de luz refratado atinge seu valor máximo de 90 graus (o raio refratado passa pela interface) e desaparece por um momento. Se tentarmos aumentar ainda mais o ângulo de incidência, veremos um súbito aparecimento de um raio refletido no meio mais denso, fazendo o mesmo ângulo de acordo com as leis da reflexão. O ângulo de incidência nesse ponto é chamado de ângulo crítico e não haverá mais refração.

Como um resumo, pode-se ver, embora categorizados de maneira diferente, esses dois fenômenos são apenas o resultado da reversibilidade da luz.

Diferença chave

A principal diferença entre o ângulo de incidência e o ângulo de refração é a ordem seqüencial dos dois ângulos, feita em uma interface de mídia por uma onda.

Cortesia da imagem: “Snells law2” de Oleg Alexandrov - acabei de ajustar o original - Versão girada e ajustada de en: Image: Snells law.svg, mesma licença. (Domínio Público) via Commons "RefractionReflextion" por Josell7 - Trabalho próprio. (CC BY-SA 3.0) via Commons