Quando um feixe de luz chega a um dioptro (superfície de separação entre dois meios de indices diferentes, n1 e n2), uma parte t da luz é tranmitida e a quantidade r = 1 - t é reflectida.
As fórmulas de Fresnel (deduzidas das equações de Maxwell) permitem o cálculo dos coeficientes de reflexão r e de transmissão t.
O raio incidente e a normal ao dioptro no ponto de incidência definem
o plano de incidência.
Constata-se que (leis de Snell-Descartes):
*
Os raios reflectidos e refractados estão contidos no plano de incidência.
* O ângulo de imergência do raio reflectido é o oposto ao ângulo
i de incidência e o ângulo r de emergência do raio refractado é tal que:
n1.sen(i) = n2.sen(r) (1)
Esta lente (de indice n) associada a um laser é muito prática para colocar em evidência o fenómeno.
Montagem normal : É enviado um raio (contido no plano normal ao eixo do cilindro) para a face do plano e para o centro do semi-círculo. Uma parte da luz é refractada segundo a lei sen(i) = n.sen(r). O raio refractado no centro da lente chega com incidência zero sobre o dióptro de saída e não é desviado. A alidade associada à lente permite a medida dos ângulos e a verificação das leis de refracção.
Montagem inversa: Neste caso, o raio incidente atravessa o meio cilindro antes de chegar ao centro do meio círculo. Não ocorre refracção no dióptro de entrada (incidência nula) e no dióptro de saída, temos que n.sen(i) = sen(r). Neste caso, é possível observar o fenómeno de reflexão total.
A aplicação
:
O desenho da lente no plano de incidência corresponde ao meio círculo branco.
O raio incidente e o raio refractado são desenhados a vermelho, o raio reflectido a amarelo.
Dois cursores permiter fazer variar o indice da lente e o ângulo de incidência.
(ao fazer deslizar o cursor com o auxílio do rato é alterado o valor).
Os valores precisos do ângulo de incidência (arco
azul) e o ângulo de refracção (arco verde) são exibidos nos quadrados azul e verde.
Simulation Numérique de Jean-Jacques ROUSSEAU
Faculté des Sciences exactes et naturelles
Université du Maine - Le Mans Simulation Numérique de Jean-Jacques ROUSSEAU
Faculté des Sciences exactes et naturelles
Université du Maine - Le Mans
Traduzido e adaptado para a Casa das Ciências por Manuel Silva Pinto e Alexandra Coelho em Outubro de 2010
