Oi pessoal tudo bem a gente voltou para mais uma aula de ótica e nessa aula a gente vai falar bastante sobre o fenômeno da reflexão total que ainda está relacionado com o assunto refração que como eu te disse na aula passada é disparado o assunto que mais apareceu na prova do Enem até hoje tá certo Vamos lá então vamos começar e para a gente entender bem certinho a reflexão Total eu gostaria de começar a aula Relembrando com vocês Uns detalhes da refração a gente tem ali a água por exemplo e Vamos considerar um feixe de luz que tá vindo que doar para água ou seja de um meio aonde eu entro de refração é menor para um meio aonde o índice de refração é maior aí a gente tem ali a nossa linha normal e sabe que o raio de luz vai se refratar dessa maneira Ou seja a gente tinha aqui o nosso ângulo de incidência a gente tem aqui nosso ângulo de refração e o que que a gente percebe que quando a luz veio do Meio menos refringente para o mais refringente ou seja do meio de menor entre refração para o de maior o raio de luz ao refratar se aproximou da linha normal agora se acontecer o contrário se o raio de luz estiver vindo do meio mais refringente ou seja do meio de maior índice de refração para um meio de menor o que acontece é o que a refração vai ocorrer normalmente Porém você nota aqui agora esse aqui é o meu ângulo de incidência porque é o raio de luz que está chegando na superfície tudo bem E esse é o nosso ângulo de refração que que você percebeu que quando o raio de luz se propagou do meio mais refringente ou seja de maior índice de refração para o menos refringente ou seja de menor índice de refração o raio de luz passa de um meio para o outro porém ele se afasta da linha normal e essa conclusão a gente comprova quando resolve exercícios usando aquela relaçãozinha que n do Meio vezes o seno do ângulo do mesmo lado é igual ao n do outro meio vezes o seno do ângulo que tá do mesmo lado tudo bem era relaçãozinha diz nela e descarte Tá certo bom mas enfim eu quero relembrar com vocês essas propriedades principalmente o que aconteceu nessa segunda situação que é quando a luz vai do Meio mais refringente por menos que é o que a gente vai usar agora na sequência para conseguir explicar o fenômeno da reflexão Total Tá certo bom A ideia é a seguinte pessoal Se eu colocar para vocês então um raio de luz vindo da água para o ar a gente sabe que ali tem a linha normal e como a luz está indo do Meio mais refringente para o meio menos refringente a gente sabe que ele vai se afastar da normal então Red luz vai desviar como eu te disse né afastando da linha normal só Relembrando que a gente tem o nome desses ângulos né o ângulo do raio incidente com a linha normal é para a gente o ângulo de incidência e o ângulo que o raio refratado faz com a normal é para a gente o ângulo de refração Tá certo bom seguindo agora olha o que eu vou fazer eu vou pegar esse raio de luz aqui que é o raio de luz incidente e vou abrir ele um pouquinho Ou seja eu vou aumentar o meu ângulo de incidência percebeu O que a gente sabe que quando de luz passa do meio de Elisão para o meio onde eu tenho o enezinho ele se afasta da normal então que vai acontecer que ele vai desviar desse jeito tudo bem agora olha só o que que eu vou fazer eu vou pegar esse raio de luz aqui que é o raio de luz incidente e vou abrir um pouquinho mais o ângulo de incidência então percebe o que que vai acontecer o ângulo de incidência é maior se o ângulo de incidência aumenta ou seja eu tô pegando o raio incidente tô trazendo Ele nessa direção o que vai acontecer que o raio refratado também vai ver nessa direção ou seja o ângulo de refração também aumenta e vamos supor que eu fui aumentando esse ângulo de incidência até o raio de luz refratado sair desse jeito aqui ó ele sai rasante ali a superfície tudo bem agora vamos lá o que será que vai acontecer se eu pegar esse raio aqui que está incidindo na superfície e abrir ele mais um pouquinho bom naturalmente esse Raio de Luz também vai abrir mais um pouquinho Então olha só ao aumentar o meu ângulo de incidência se o raio de luz que refrata vai aumentar o ângulo Olha o que acontece opa pera aí então tem alguma coisa diferente acontecendo nessas três situações que eu tive aqui com vocês a gente teve o fenômeno da refração inclusive aqui nessa terceira situação onde o raio de luz sai rasante a superfície agora nesse outro caso aqui eu não tive mudança de meio eu não tive mudança de velocidade ou seja a luz veio bateu na superfície e voltou aqui a gente tem o fenômeno da reflexão e detalhe toda a luz reflete ali na superfície por isso a gente vai chamar Esse fenômeno de reflexão total que a gente vai estudar na sequência tá bom agora o que que eu vou fazer eu vou desenhar cada um desses quatro casos do raio de luz incidindo separadamente ali para gente tá bom então Olha só esse foi o primeiro caso onde a gente tinha aqui o nosso ângulo de incidência e aqui o ângulo de refração tudo bem esse aqui embaixo foi o segundo caso com um ângulo de incidência maior e um ângulo de refração maior esse outro que eu tô colocando aqui em cima foi o terceiro caso aonde eu aumentei o meu ângulo de incidência até que o ângulo de refração fosse 90 graus lembre esse símbolo aqui que é o símbolo de 90 graus que você usa lá com ferreta Tá certo e o quarto caso que eu coloquei para vocês foi esse que eu tô dizendo agora onde eu tinha o meu ângulo de incidência maior ainda E aí eu passo até aqui com a normal um ângulo que a gente usa a letra R também mas por favor não é mais refração Porque a luz não tá mudando de meio né agora é o fenômeno da reflexão tudo bem Então pessoal Olha só se a gente for olhar para as quatro situações que eu te mostrei na primeira aqui a gente tem o fenômeno da refração acontecendo aqui a gente também tem o fenômeno da refração acontecendo no terceiro caso ainda é para a gente o fenômeno da refração e no quarto caso é que a gente tem o fenômeno da reflexão Total Então pessoal basicamente Olha só de todas as situações O que que a gente percebe Olha esse ângulo de incidência aqui esse símbolo de incidência quando eu tenho de refração 90 graus essa situação é exatamente quem vai separar para a gente aonde ainda é refração quando a partir daqui é reflexão então eu vou dizer para você o que que esse ângulo de incidência vai ser chamado para gente de limite o que que é o ângulo limite é o ângulo máximo até o qual ainda acontece para a gente ali o fenômeno da refração a partir desse ângulo limite a gente passa a ter o fenômeno da reflexão Total Tá certo então primeiro o que que eu preciso para ter reflexão Total eu preciso que a luz esteja indo Ou pelo menos tentando ir do meio de maior índice de refração para o menor índice de refração ou seja do mais refringente para o menos refringente e preciso de uma outra condição então que o ângulo de incidência seja maior do que o ângulo limite tudo bem Lembrando que o ângulo limite é quando o ângulo de refração é igual a 90 graus tá bom bom a gente vai anotar Então essas duas condições que a gente precisa para ter a reflexão total que a Luz está indo do mais refringente para o menos e o ângulo de incidência ser maior que o limite só que antes eu quero te mostrar uma imagem onde a gente vê na prática o fenômeno da reflexão total dá uma olhada nessa figura que eu coloquei para vocês o que que a gente percebe nessa imagem Olha só ali é uma foto eu tirei da minha esposa mergulhando a gente percebe ali o seguinte você vê ela ali e nessa região aqui você nota um reflexo do corpo dela tudo bem então o que que a gente tem ali eu tirei essa foto com a câmera num certo ângulo de forma que os raios de luz tem ângulo tal maior que o ângulo limite a ponto de formar esse espelho aqui por baixo da água tudo bem agora se a gente tivesse em cima da água eu não teria esse fenômeno eu consigo perceber isso porque a luz aqui tá tentando ir da onde no meio mais refringente que a água para o meio externo que é o ar que é o meio menos refrigerante Tá bom então por esse motivo se você tiver no mar se você tiver numa piscina e você olhar para a superfície da água quando você olha bem retinha para cima você vê perfeitamente O que tá lá fora agora se você olhar mais para região do Horizonte um pouquinho mais inclinado ali para os cantos da piscina para beijar um pouquinho mais longe no mar você vai perceber essa relação esse espelho que se forma aqui na parte de cima por causa do fenômeno da reflexão Total Tá certo então vamos fazer o seguinte vamos deixar anotado bem certinho que a reflexão Total só vai ocorrer com duas condições satisfeitas tá bom se a luz tivesse propagando do meio mais refringente ou seja Gene maior por menos refringente ou seja de n menor e também tá não é Ou as duas condições são satisfeitas o ângulo de incidência aí for maior do que o ângulo limite que a gente vai usar a letra L para representar Tá bom agora você vai me dizer que ângulo que é esse ângulo limite Na verdade o ano limite vai depender dos dois meios que a gente tá falando nesse caso a água e o ar tudo bem Mas podem ser quais dois meios de índice de refração diferente Bom agora vamos fazer o seguinte vamos ver bem certinho como que a gente acha esse ângulo limite aqui tá bom boa ideia seguinte a gente viu que o ângulo de incidência é chamado de ângulo limite quando o ângulo de refração Vale 90 graus porque é exatamente o limite entre refração e reflexão bom Como ainda é refração a gente pode usar aquela relaçãozinha que a gente aprendeu diz não é descarte que diz pra gente que o n do Meio vezes o seno do ângulo que tá do mesmo lado é igual ao n do Meio vezes o seno do ângulo que tá do mesmo lado bom nesse caso aqui a gente tá dizendo que um é da onde a luz vem e dois é sempre para onde ela vai tá bom então vamos lá para a gente vai ficar assim em nenhum vezes se no de i a gente acabou de ver que nessa condição a gente vai dizer que o ângulo de incidência é o ângulo limite Então eu vou deixar para vocês assim ó cena do ângulo limite é igual a n2 x seno de pessoal Olha só quando o ângulo de incidência No Limite a gente viu que o ângulo de refração Vale 90 graus agora detalhe né a gente sabe lá das aulas do Ferreto que o seno de 90 graus é um Então vamos escrever aqui o seguinte N1 Seno do ângulo limite é igual a n2 x 1 Q n2 mesmo e com isso eu vou encontrar com vocês aqui o seno do ângulo limite que é igual a n2 por N1 e tá aqui a relação que a gente usa para encontrar o nosso ângulo limite Tá bom agora pode ser que na hora da prova pinte aquela dúvida para você a cor mais que n2 quem é N1 na verdade é bem simplesinho Olha só você aprende lá nas aulas do Ferreto que não existe seno maior do que um então se não existe cena maior do que um dos dois n você Obrigatoriamente vai colocar em cima o valor menor embaixo o valor maior Tá certo enfim e dessa maneira então a gente acha o nosso ângulo limite e agora eu quero falar com você sobre uma aplicação relacionada à reflexão total que é importantíssimo é muito cobrada da gente que a tal da fibra ótica pessoal fibra ótica tá muito presente no nosso dia a dia por exemplo na comunicação de internet os cabos de internet transmitem o sinal por fibra ótica porque porque ao transmitir o sinal com pulsos de luz eu consigo transmitir o sinal com alta velocidade também mesma coisa quando a gente vai fazer um exame como por exemplo uma endoscopia é usado uma fibra ótica para filmar o que está acontecendo dentro do nosso corpo e essa imagem é transmitida por uma tela para um computador que seja tudo bem bom A ideia é a seguinte na fibra ótica a gente tem dois materiais transparentes Ou seja que permitem a passagem da Luz eu vou diferenciar um do outro para você aqui chamando essa região aqui de núcleo da minha fibra ótica e essa região aqui é um revestimento uma casca tudo bem eu que que acontece um raio de luz é transmitido e quando ele encontra essa superfície de separação entre os dois meios Eu preciso da seguinte situação que o ângulo de incidência seja maior do que o ângulo limite e que o índice de refração do núcleo seja maior do que o índice de refração do revestimento nessa situação eu vou estabelecer o que as duas condições necessárias para o fenômeno da reflexão Total E aí essa informação que está sendo transmitida vai ser refletida aqui e vai ser refletida novamente e novamente e aí aquele sinal é transmitido tudo bem detalhe você pode enrolar um cabo de fibra ótica no móvel ele faz curva porque ele passa por dentro da parede enfim eu não tenho perda do sinal exatamente pelo fato de acontecer ali o fenômeno da reflexão Total Tudo bem então a gente tem o que a transmissão de um sinal em alta velocidade e com bastante qualidade através das fibras óticas pessoal e olha só eu construí uma fibra ótica caseira para te mostrar eu peguei aqui um tubo de vidro e um laser Zinho tudo bem e aí você vai observar no vídeo que eu vou colocar para você aqui atrás bem certinho esse fenômeno acontecendo Então o que que a gente vai notar Olha só eu vou pegar esse vidro aqui colocar um pouquinho de água e você vai ver que a luz tenta sair da água para o ar e não consegue porque porque ela tá indo no meio mais refringente para o menos e o ângulo que eu vou colocar para vocês ali é um ângulo maior que o ângulo limite Tá certo dá uma olhadinha aqui Então pessoal ficou bem fácil para você ver ali no vídeo a nossa fibra ótica caseira mostrando então o fenômeno da reflexão Total Tá certo agora vamos dar uma olhadinha como isso apareceu na prova do Enem vamos lá vamos continuar exercício a banda larga brasileira é lenta no Japão já existem redes de fibra ótica que permitem acesso à internet com velocidade de 1 GB por segundo o suficiente para baixar em um minuto por exemplo 80 filmes no Brasil a maioria das conexões ainda é de 1 megabit por segundo ou seja menos de um milésimo dos acessos mais rápidos do Japão a fibra ótica é composta basicamente de um material dielétrico sílica ou plástico segundo uma estrutura cilíndrica transparente e flexível Ela é formada por uma região central em volta por uma camada também de material de elétrico com índice de refração Diferente ao do núcleo a transmissão em uma fibra óptica acontecerá de forma correta se o índice de refração do núcleo em relação ao revestimento for lembra que a gente acabou de anotar né Quais são as condições por uma boa reflexão total que o ângulo de incidência seja maior que o ângulo limite e a outra condição é que o índice de refração do núcleo seja maior que o índice de refração do revestimento da camada que tem em volta Tá bom então vamos lá a pergunta foi o índice de refração do núcleo em relação ao revestimento for superior e ocorrer de fração não a gente não está relacionado nada contra infração aqui tudo bem for superior e ocorrer reflexão interna Total perfeito né o índice de refração do núcleo em relação ao revestimento a gente sabe que o índice de refração do núcleo tem que ser maior e tem que acontecer para a gente ali o fenômeno da reflexão Total tá bom olha lá os outros itens a seguir falam pra gente sempre que o índice de refração do núcleo tem que ser inferior tá errado né ele tem que ser superior o do núcleo tem que ser maior que o do revestimento tá bom seguindo Então pessoal vamos falar um pouquinho de Outras aplicações práticas da reflexão total também são cobradas da Gente uma outra é a formação de miragens quando você tá viajando de carro por exemplo numa estrada num dia que tá muito quente você percebe que lá na frente na estrada a gente tem a sensação de que a estrada tá molhada só que detalhe você anda anda anda de carro e nunca chega Nessa parte molhada o que que tá acontecendo ali ou então A ideia é a seguinte olha só a gente tem o asfalto que tá bem quente ele tá numa temperatura bem alta porque é uma superfície escura exposta ao sol vai aquecer porque absorve muita radiação tá certo aí o que que vai acontecer o ar ali em contato com asfalto fica bem quente e as camadas de ar que estão mais afastadas do asfalto não tão quentes assim bom naturalmente aonde o ar tá mais quente ele tá mais rarefeito e onde ele tá mais frio as moléculas são mais próximas eu tenho uma quantidade de ar mais juntinho ali basicamente Então a gente tem o que que o ar mais quente como as moléculas estão mais espaçadas eu tenho um índice de refração menor E aí o índice de refração vai aumentando conforme as moléculas de ar vão ficando mais juntinhas então em camadas mais próximas ao asfalto eu tenho índice de refração menor Então se a gente pegar por exemplo a luz vindo em direção ao asfalto Eu tenho um raio de luz vindo aqui ele vai incidir com um certo ângulo de incidência em relação ao normal como eu tenho camadas de ar com índice de refração diferente eu vou considerar como sendo camadas com propriedades diferentes Tudo bem então esse Raio de Luz vai incidir e a Luz está indo do Meio mais refringente para o meio menos refringente Tudo bem então ela vai sofrer um desvio dessa forma ela vai se afastar normal aí o meu ângulo de incidência aqui já tá maior o que vai acontecer de novo como a luz está indo do Meio mais refringente para o menos ela vai desviar novamente se afastando normal E aí se o nosso ângulo de incidência for maior no limite e como ela tá indo do Meio mais refringente pelo menos refringente o que vai acontecer é que a luz vai sofrer o fenômeno da reflexão Total E aí a luz que vai chegar aqui em cima nesse ponto que a gente vai enxergar é a luz que tava vindo daqui Então na verdade a gente tem a sensação do asfalto ficar espelhado aquela sensação de que ele tá molhado é o mesmo princípio pelo qual uma pessoa enxerga uma Miragem no Deserto por exemplo ela tem a sensação de estar vendo água ela não tá vendo água o que ela tá vendo é o reflexo do Céu Azul acontecendo ali na areia quente exatamente a mesma situação Então aquela impressão de espelhado de chão molhado se dá exatamente por causa da reflexão Total Tá certo uma outra situação uma outra aplicação que a gente pode falar é o brilho intenso dos Diamantes O diamante é um material de alto índice de refração Então o que acontece a luz sofre reflexão Total com facilidade nas Faces do dia Porque a luz penetra que no diamante sofre reflexão então ali nas Faces internas e retorna para o lado de fora e esse retorno aqui para o lado de fora vai chegar os teus olhos você vai ver se diamante brilhando bastante exatamente pelo fenômeno da reflexão Total nessas Duas Faces Tá certo bom vamos fazer o seguinte vamos dar uma olhada em mais uma questão que caiu na prova do Enem falando sobre esse fenômeno exercício 2 as miragens existem e podem induzir a percepção que a água onde não existe elas são manifestação de um fenômeno óptico que ocorre na atmosfera esse fenômeno ótico é consequência da letra A refração da luz nas camadas de ar próximas ao chão quente perfeito que é o que vai causar para a gente a reflexão Total tudo bem o gabarito é a letra a seguir Então pessoal só vamos dar uma olhadinha nas outras alternativas para ver o que que tem de erro letra B reflexão da luz ao incidir no solo quente né não é reflexão no solo e sim a reflexão total devido à refração nas camadas de ar Então tá errado ali letra C reflexão difusa da luz na superfície rugosa não é na superfície né é uma reflexão Total dispersão da luz não a gente ainda vai estudar a dispersão da luz não tem relação nenhuma com que a gente falou e letra e difração da Luz também não está relacionado ao fenômeno de fração Tá certo então gabarito a pessoal E com isso a gente encerra então Mais uma aula de ótica um assunto bem importante bastante cobrado da gente A reflexão Total Tá certo tchau e até a próxima