Física II ⇒ (FUVEST 1999) Óptica Tópico resolvido

[lincoln1000]

Um raio monocromático de luz incide no ponto A de uma das faces de um prisma feito de vidro e imerso no ar. A figura 1 representa apenas o raio incidente I e o raio refratado R num plano normal às faces do prisma, cujas arestas são representadas pelos pontos P, S e T, formando um triângulo eqüilátero. Os pontos A, B e C também formam um triângulo eqüilátero e são, respectivamente, eqüidistantes de P e S, S e T, e T e P. Considere os raios E1, E2, E3, E4 e E5, que se afastam do prisma, representados na figura 2.

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Podemos afirmar que os raios compatíveis com as reflexões e refrações sofridas pelo raio incidente I, no prisma, são:
a) somente E3
b) somente E1 e E3
c) somente E2 e E5
d) somente E1, E3 e E4
e) todos (E1, E2, E3 ,E4 e E5)

Gabarito
Alguns lugares dizem ser a a) e outros a d). Pra mim a correta é a letra a), mas entendo que pode ser a letra d) se houver reflexão, mas porque? em toda mudança de meio de propagação ocorre a reflexão também?

[Brunoranery]

Olá Lincoln,
Na passagem do ar para o vidro o ângulo diminuiu, portanto o índice de refração aumentou. Como o triângulo ABC é equilátero, seus ângulos são 60⁰, inclusive o CBA. A normal passa no ponto médio entre T e S e divide o ângulo em 2 de 30⁰. Assim, o raio vai ter 30⁰ com a normal.
Para descobrirmos o seno do ângulo limite para a reflexão total, precisamos da razão entre o menor índice de refração e o maior. Descobrindo a razão entre os índices de refração do ar e do vidro pela Lei de Snell:

[tex3]\frac{\sen\theta_2}{\sen\theta_1}=\frac{n_1}{n_2}[/tex3]
[tex3]\frac{n_1}{n_2}=\frac{\frac{1}{2}}{\frac{\sqrt{3}}{2}}[/tex3]
[tex3]\frac{n_1}{n_2}=\frac{\sqrt{3}}{3}[/tex3]

Isso nos dá um seno de um ângulo um pouco maior que 30 graus, e como ele incide com exatamente 30, não irá sofrer reflexão total.
Logo, letra A, pois de acordo com o E2, ele tangencia a normal, e isso não ocorre.

Agora vamos à sua dúvida. Os que marcaram a d consideraram que quando o raio incide, parte refrata, parte reflete e parte é absorvido, mas eu marcaria a a pelo fato de trabalharmos com a situação predominante, ou seja: se o índice de refração possibilita isso, maior parte irá refratar, portanto, desprezamos o pouco que refletiu e que foi absorvido. Na vida real, parte vai refletir, mas na nossa física do vestibular, não levamos isso em conta.

[lincoln1000]

Na vida real, parte vai refletir, mas na nossa física do vestibular, não levamos isso em conta.

Nisso que eu estava em dúvida mesmo, obrigado Brunoranery!