Qual é a diferença entre índice de refração e ângulo crítico

A principal diferença entre índice de refração e ângulo crítico é que o índice de refração é a razão entre a velocidade de um feixe de luz no ar e as velocidades do meio específico, enquanto o ângulo crítico é o ângulo de incidência no qual o ângulo de refração é de 90 graus.

Na mecânica óptica, índice de refração e ângulo crítico são termos relacionados. Geralmente, o ângulo crítico é inversamente proporcional ao índice de refração de um meio óptico.

CONTEÚDO

1. Visão geral e principal diferença
2. O que é índice de refração
3. O que é ângulo crítico
4. Relação entre índice de refração e ângulo crítico
5. Índice de refração vs ângulo crítico em forma tabular
6. Resumo – Índice de refração vs ângulo crítico

O que é índice de refração?

O índice de refração é um número adimensional que é usado como uma indicação da capacidade de curvatura da luz em um meio óptico. Também é conhecido como índice de refração. Este parâmetro determina o grau em que a luz é curvada ou refratada quando a luz entra em um material.

Podemos descrever o índice de refração usando a lei de refração de Snell.

n1 sen θ1 = n2 sen θ2

Aqui, θ1 e θ2 referem-se ao ângulo de incidência e ao ângulo de refração, respectivamente. Esses dois ângulos são aplicados para um raio que atravessa a interface entre dois meios com índices de refração dados por n1 e n2. Além disso, os índices de refração determinam a quantidade de luz refletida ao atingir a interface. É também o ângulo crítico para a reflexão interna total.

Figura 01: Uma Refração do Raio de Luz

O índice de refração normalmente varia com o comprimento de onda, o que pode fazer com que a luz branca se divida em suas cores componentes após a refração. Chamamos isso de dispersão. Isso pode ser observado em prismas e arco-íris e aberração cromática em lentes. Além disso, podemos descrever a propagação da luz em materiais absorventes com o uso de um índice de refração de valor complexo.

O que é ângulo crítico?

O ângulo crítico é o ângulo de incidência além do qual os raios de luz que passam por um meio mais denso para a superfície de um meio menos denso não são mais refratados, mas totalmente refletidos. Com relação às fibras ópticas, o ângulo crítico é o menor ângulo de incidência no qual ocorre a reflexão interna total. Além disso, se um raio de luz exceder o ângulo crítico, a luz é totalmente refletida de volta para a direção de onde veio (para o meio mais denso).

Figura 02: Comportamento de um Raio Incidente de um Meio de Alto Índice de Refração N1 para um Meio de Baixo Índice de Refração de N2

É o menor ângulo de incidência que pode produzir uma reflexão total. Caso contrário, é equivalente ao maior ângulo para um raio refratado que existe. Se o índice de refração único para ondas de luz incidentes de um meio interno for n1 e o índice de refração único para um meio externo for n2, o ângulo crítico é dado por:

θc = arcsin(n2/n1), quando n2 ≤ n1.

Qual é a relação entre o índice de refração e o ângulo crítico?

Geralmente, o ângulo crítico é inversamente proporcional ao índice de refração de um meio óptico.

Qual é a diferença entre índice de refração e ângulo crítico?

Índice de refração e ângulo crítico são dois termos relacionados na mecânica óptica. A principal diferença entre índice de refração e ângulo crítico é que o índice de refração é a razão entre a velocidade de um feixe de luz no ar e as velocidades do meio específico, enquanto o ângulo crítico é o ângulo de incidência no qual o ângulo de refração é de 90 graus.

A tabela a seguir resume a diferença entre o índice de refração e o ângulo crítico.

Resumo – Índice de refração vs ângulo crítico

O índice de refração pode ser descrito como um número adimensional que é usado como uma indicação da capacidade de curvatura da luz em um meio óptico, enquanto o ângulo crítico é o ângulo de incidência além do qual os raios de luz que passam por um meio mais denso para a superfície de um meio menos denso não são mais refratados, mas totalmente refletidos. A principal diferença entre índice de refração e ângulo crítico é que o índice de refração é a razão entre a velocidade de um feixe de luz no ar e as velocidades do meio específico, enquanto o ângulo crítico é o ângulo de incidência no qual o ângulo de refração é 90 graus.

Referência:

1. “Tutorial de Física: O Ângulo Crítico.” A Aula de Física.

Cortesia da imagem:

1. “Refração na interface” Por Ulflund – Trabalho próprio (CC0) via Commons Wikimedia
2. “ReflexionTotal en” Por Jfmelero (adaptado por Gavin R Putland). – Arquivo:ReflexionTotal.svg — posteriormente traduzido e retocado. (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia

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