Diferença chave – Ângulo de incidência vs ângulo de refração
A principal diferença entre o ângulo de incidência e o ângulo de refração é a ordem sequencial dos dois ângulos, feita em uma interface de mídia por uma onda.
Refração é uma propriedade das ondas. Uma onda pode ter diferentes velocidades para diferentes meios. A mudança de velocidade em um limite de um meio faz com que uma onda refrata. 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 a normal na interface e o raio incidente.
Ângulo de refração é definido como o ângulo entre a normal na interface e o raio refratado. Os ângulos podem ser medidos por qualquer unidade, mas aqui são usados graus. Vamos primeiro dar uma olhada nas leis da refração.
- Raio incidente, raio refratado e a normal na interface estão no mesmo plano.
- Seno do ângulo de incidência(i) ao do ângulo de refração(r) na interface permanece em relação constante. Essa constante é chamada de índice de refração do segundo meio em relação ao primeiro meio.
Tenha em mente a propriedade da reversibilidade da luz. Se simplesmente invertermos a direção do raio de luz considerando o final atual como o início e o início atual como o fim, o raio de luz traçará o mesmo caminho.
Formação do Ângulo de Incidência e Ângulo de Refração
A diferença entre o raio incidente e o refratado depende do fato de o raio de luz chegar 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 a normal, então afunda no outro meio essencialmente fazendo um ângulo diferente com a normal.
O ângulo de incidência pode ser variado manualmente, pois é independente do meio. Mas o ângulo de refração é definido pelos índices de refração da mídia. Mais a diferença entre os índices de refração, mais a diferença entre os ângulos.
Localização do Ângulo de Incidência e Ângulo de Refração em relação à interface
Se um raio de luz vai do meio1 para o meio2, o ângulo de incidência fica no meio1 e o ângulo de refração fica no meio2 e vice-versa para troca dos meios.
Ambos os ângulos são feitos com a normal na interface dos meios. 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 do 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 ter 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 que é exatamente o mesmo que o ângulo crítico descrito a seguir.
Refratando de um meio mais denso para um meio mais raro
O acima não é válido para uma situação onde o raio de luz vem de um meio mais denso. Quando aumentamos o ângulo de incidência gradualmente, veremos que o ângulo de refração também aumenta rapidamente até que um certo valor do ângulo de incidência seja alcançado. Neste ângulo crítico (c) do raio incidente, o raio de luz refratado atinge seu valor máximo, 90 graus (o raio refratado percorre a 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 neste ponto é chamado de ângulo crítico e não haverá mais refração.
Em resumo, pode-se ver, embora categorizados de forma diferente, ambos os fenômenos são apenas resultado da reversibilidade da luz.
Diferença chave
A principal diferença entre o ângulo de incidência e o ângulo de refração é a ordem sequencial dos dois ângulos, feita em uma interface de mídia por uma onda.
Imagem cortesia: “Snells law2” por Oleg Alexandrov - Acabei de ajustar o original – Versão girada e ajustada de en:Image:Snells law.svg, mesma licença. (Domínio Público) via Commons “RefractionReflextion” de Josell7 – Trabalho próprio. (CC BY-SA 3.0) via Commons
