Trabalho de Fisica

Ótica Física e Geométrica

Reflexão Interna Total

Descrevemos como a luz parcialmente é refletida e transmitida em uma interface entre dois materiais com índices de refração diferentes. Contudo, em certas circunstâncias, a luz pode ser totalmente refletida de uma interface e nenhuma luz ser transmitida, mesmo quando o segundo material é transparente. A figura mostra com isso pode ocorrer. A figura contém diversos raios que emanam de uma fonte puntiforme no seio de um material b com índice de refração nb, sendo na > nb. (Por exemplo, o material a pode ser a agua e o material b o ar.) De acordo com a lei de Snell da refração,

Como na/nb é maior do que 1, é maior do que ; o raio é desviado e se afasta para fora da normal. Logo, deve existir alguma valor de menor do que 90º para o qual a lei de Snell fornece e . Isso ocorre com o raio 3 indicado no diagrama, que emerge exatamente tangenciando a superfície para um ângulo de refração igual a 90º. Compare o diagrama indicado na Figura com a fotografia dos raios na Figura.
O ângulo de incidência para o qual o raio refratado emerge tangenciando a superfície denomina-se ângulo crítico, designado por . (Uma análise mais detalhada, baseada nas equações de Maxwell, mostra que, à medida que o ângulo de incidência se aproxima do ângulo crítico, a intensidade do raio transmitido tende a zero.) Se o ângulo de incidência fosse maior do que 1, o que é impossível. Para qualquer ângulo maior do que o ângulo crítico, nenhum raio pode passar para o material existente na parte superior; nesse caso, o raio fica retido no material da parte inferior sendo completamente refletido na interface entre os dois materiais. Essa situação, chamada de reflexão interna total, ocorre somente quando um raio proveniente de um material incide sobre a interface que o separa de um segundo material cujo índice de refração é menor do que o índice de refração do primeiro.
Podemos achar o ângulo crítico para os dois materiais especificados