▷ Lei de Snell (fórmula)

Neste artigo você encontrará a explicação da lei de Snell. Você poderá ver o que diz a lei de Snell, qual é sua fórmula e, além disso, todos os conceitos físicos relacionados à lei de Snell são explicados para entendê-la bem.

O que é a Lei de Snell?

A lei de Snell é uma lei física que relaciona o índice de refração de dois meios diferentes ao ângulo de incidência e ao ângulo de refração. Assim, a lei de Snell é usada para calcular o ângulo de refração da luz quando ela passa por uma superfície que separa dois meios de índices de refração diferentes.

Mais precisamente, a lei de Snell diz que o índice de refração do meio incidente multiplicado pelo seno do ângulo de incidência é equivalente ao índice de refração do meio de refração multiplicado pelo seno do ângulo de refração.

A lei de Snell recebeu o nome do físico holandês Willebrord Snel van Royen, que descobriu a fórmula da lei de Snell.

Notavelmente, a lei de Snell também é chamada de lei Snell-Descartes .

Fórmula da Lei de Snell

A lei de Snell afirma que o seno do ângulo de incidência de um raio de luz em um meio (θ ₁ ) multiplicado por seu índice de refração (n ₁ ) é igual ao seno do ângulo de refração do meio que refrata o raio de luz ( θ ₂ ) pelo seu índice de refração (n ₂ ).

Portanto, a fórmula para a lei de Snell é n ₁ · sin(θ ₁ )=n ₂ · sin (θ ₂ ).

$n_1\cdot \text{sin}(\theta_1)=n_2\cdot \text{sin}(\theta_2)$

Ouro:

$n_1$

é o índice de refração do meio no qual a luz incide.
$\theta_1$

é o ângulo formado pelo raio de luz com a normal do meio sobre o qual a luz incide.
$n_2$

é o índice de refração do meio no qual a luz é refratada.
$\theta_2$

é o ângulo que o raio de luz faz com a normal do meio em que a luz é refratada.

Da mesma forma, da equação anterior, podemos deduzir que os índices de refração de dois meios estão ligados à velocidade dos raios de luz no meio e aos seus comprimentos de onda. Mais precisamente, a seguinte equação é verdadeira:

$\cfrac{\text{sin}(\theta_1)}{\text{sin}(\theta_2)}=\cfrac{n_2}{n_1}=\cfrac{v_1}{v_2}=\cfrac{\ lambda_1}{\lambda_2}$

Ouro:

$\theta_i$

é o ângulo que o raio de luz faz com a normal do meio i.
$n_i$

é o índice de refração do meio i.
$v_i$

é a velocidade do raio de luz no meio i.
$\lambda_i$

é o comprimento de onda do raio de luz no meio i.

Índice de refração

Logicamente, para aplicar a lei de Snell é preciso ter clareza sobre o conceito de índice de refração, então a seguir veremos em que consiste esse coeficiente físico.

O índice de refração de um meio é um valor que indica o quanto a velocidade e o comprimento de onda da radiação são reduzidos em relação ao vácuo quando ela entra no meio. Assim, quanto maior o índice de refração, isso significa que mais a velocidade e o comprimento de onda da radiação no meio estudado são reduzidos.

A fórmula para o índice de refração é:

$n=\cfrac{c}{v}$

Ouro:

$n$

é o índice de refração do meio.
$c$

é a velocidade da luz no vácuo (3·10 ⁸ m/s).
$v$

é a velocidade da luz no meio em que o índice de refração é calculado.

O índice de refração de um meio depende das propriedades do meio. Você pode ver os valores dos índices de refração dos meios mais comuns em física clicando aqui:

➤ Veja: Índice de refração

Reflexão interna total

Em física, o ângulo crítico (ou ângulo limite) é o ângulo obtido calculando o inverso do seno do quociente entre o índice de refração do meio em que o raio de luz incide e o índice de refração do meio em que é refratado . .o raio de luz

$\text{sin}(\theta_c)=\cfrac{n_2}{n_1}$

$\displaystyle \theta_c=\text{arcsen}\left(\frac{n_2}{n_1}\right)$

Ouro:

$\theta_c$

é o ângulo crítico.
$n_1$

é o índice de refração do meio no qual a luz incide.
$n_2$

é o índice de refração do meio no qual a luz é refratada.

Assim, quando o ângulo de incidência θ ₁ é maior que o ângulo crítico, o raio de luz é inteiramente refletido no meio sobre o qual incide. Ou seja, se o ângulo de incidência θ ₁ for maior que o ângulo crítico, a luz não é refratada, mas refletida e, portanto, ao invés de passar para o outro meio, permanece no interior do mesmo ambiente.

Esse fenômeno físico é chamado de reflexão interna total e ocorre quando o ângulo de incidência do raio de luz é maior que o ângulo crítico, que você pode calcular com a fórmula vista acima.

Lei de snell

O que é a Lei de Snell?

Fórmula da Lei de Snell

Índice de refração

Reflexão interna total

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