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Trajetória do raio de luz no prisma

Física

Um prisma é um sólido geométrico formado por uma face superior e uma face inferior, paralelas e congruentes (também chamadas de bases), ligadas por arestas.

Ao estudarmos Óptica vimos que um prisma nada mais é do que um sólido geométrico constituído por três meios homogêneos e transparentes, basicamente em formato de um triângulo. Vimos também que quando a luz incide sobre uma das faces de um prisma, sofrerá duas refrações.

Sendo assim, quando uma luz policromática (duas ou mais cores) incide sobre um prisma ocorre o fenômeno que conhecemos como dispersão da luz, ou seja, ocorre o fenômeno idêntico ao que forma o arco-íris. Ao conjunto das cores que compõem uma luz policromática damos o nome de espectro da luz. Fica a pergunta: como o raio de luz se comporta no interior do prisma? Responderemos essa pergunta conhecendo a trajetória do raio de luz no prisma.

Vejamos a figura acima. Vamos supor que um prisma esteja imerso no interior de um meio transparente e homogêneo. Para esse meio vamos adotar que o material que compõe o prisma seja mais refringente, ou seja, o índice de refração desse meio é maior que o índice de refração do meio inicial. Podemos ver que a figura nos mostra um esquema geral da trajetória adotada por um raio de luz monocromática que atravessa o prisma.

Podemos ver que o raio de luz R incidente chega até o ponto I de uma das faces do prisma. Em seguida, podemos ver que esse mesmo raio de luz R sofre uma refração. No esquema, i e r são os ângulos de incidência e refração. Logo após a primeira refração, vemos que o raio de luz propaga-se através do prisma e incide sobre a outra face do prisma exatamente no ponto I’. Sendo assim, R’ é o raio emergente, i’ e r’ são os ângulos de incidência e emergência, respectivamente, da segunda face do prisma.

Para a trajetória do raio de luz no prisma nas duas faces também podemos usar a equação de Snell-Descartes. Sendo assim, temos:

Face de incidência: n1.sen i = n2.sen r

Face de emergência: n2.sen r'=n1.sen i'


Por Domiciano Marques
Graduado em Física

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