O que é a lei de Snell?

Na física, a Lei de Snell fornece a equação que descreve como a luz é refratada quando viaja de um meio para outro. Usando a equação da Lei de Snell, o tamanho do ângulo em que a luz se curva pode ser determinado. Para determinar o ângulo de refração, o ângulo inicial da luz e o índice de refração dos dois materiais devem ser conhecidos.

Quando as ondas se movem de um tipo de meio para outro, do ar para a água, por exemplo, elas dobram ou mudam de direção. Esse fenômeno é chamado de refração. A razão pela qual a flexão ocorre é porque as ondas viajam em velocidades diferentes em diferentes materiais. A luz é um exemplo de onda que é refratada quando se move por diferentes mídias.

Os ângulos inicial e dobrado de um raio de luz são medidos com base na relação com o normal. O normal é uma linha reta que é perpendicular ou perpendicular à superfície onde a luz entra no meio. O ângulo de incidência é o ângulo que a luz faz com o normal na superfície. O ângulo de refração é o ângulo em que a luz é refratada em direção ou fora do normal no novo meio.

Por exemplo, um raio de luz está viajando através de um material com um índice de refração de X e entra em outro material com um índice de refração de Y. O ângulo de incidência é x e o ângulo de refração seria y. Usando as variáveis ​​dadas, a Lei de Snell seria escrita como: X * seno (x) = Y * seno (y). Para descobrir o ângulo de refração, a equação pode ser reescrita como seno (y) = X * seno (x) / Y ou y = arcsin (X * seno (x) / Y).

A densidade do meio dentro do qual a luz está viajando determinará a velocidade da luz. Se o raio de luz se mover para um meio mais denso, diminuirá a velocidade, de modo que o raio se curvará em direção ao normal. Inclinar-se para o normal torna o ângulo de refração menor que o ângulo de incidência. Se a luz se mover para um meio menos denso, ela acelera, fazendo com que ela se afaste do normal e o ângulo de refração será maior que o ângulo de incidência.

Por exemplo, se um raio de luz viaja do ar para a água e entra na água em um ângulo de 30 graus, podemos usar a Lei de Snell para descobrir quanto a luz dobrará ou y. O índice de refração do ar é 1 e, para a água, é 1,33. Usando a equação dada anteriormente, y = arcsin (1 * seno (30) / 1,33). seno (30) = 0,5, então y = arcsina (0,5 / 1,33) = 22,1. Assim, o ângulo de refração da luz que entra na água em um ângulo de 30 graus é 22,1 graus.