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.
A refração é uma propriedade das ondas. Uma onda pode ter velocidades diferentes para meios diferentes. A mudança de velocidade em um limite 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
O ângulo de incidência é o ângulo entre o normal na interface e o raio incidente.
O 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 nas leis de refração.
- O raio incidente, o raio refratado e o normal na interface estão no mesmo plano.
- O seno do ângulo de incidência (i) para o 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.
Lembre-se da 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 final, o raio de luz seguirá o mesmo caminho.
Formação do Ângulo de Incidência e Ângulo de Refração
A diferença entre o raio incidente e o refratado depende do fato se o raio de luz chega à interface ou deixa a interface. Imagine um raio de luz como um fluxo de fótons. O fluxo de partículas atinge a interface formando um certo ângulo com o normal, e então afunda no outro meio, essencialmente formando um ângulo diferente com o normal.
O ângulo de incidência pode ser variado manualmente, uma vez que 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 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 do que aquele do raio de luz incidente.
Valores do ângulo de incidência e ângulo de refração
Refração de um meio mais raro para mais denso
Qualquer valor entre 0 a 90 graus pode ser atribuído como o ângulo de incidência, mas o raio refratado não pode receber nenhum valor se o raio de luz vier de um 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 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 vai ao longo da interface) e desaparece por um momento. Se tentarmos aumentar ainda mais o ângulo de incidência, veremos o aparecimento repentino 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 o 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.
Cortesia da imagem: “Snells law2” por Oleg Alexandrov - Acabei de ajustar o original - Versão girada e ajustada de en: Imagem: Snells law.svg, mesma licença. (Domínio Público) via Commons “RefractionReflextion” por Josell7 - Trabalho próprio. (CC BY-SA 3.0) via Commons
