Questão Q316547

Um grupo de cientistas liderado por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos Estados Unidos, construiu o primeiro metamaterial que apresenta valor negativo do índice de refração relativo para a luz visível. Denomina-se metamaterial um material óptico artificial, tridimensional, formado por pequenas estruturas menores do que o comprimento de onda da luz, o que lhe dá propriedades e comportamentos
que não são encontrados em materiais naturais. Esse material tem sido chamado de “canhoto” .
Disponível em: http://www.inovacaotecnologica.com.br. Acesso em: 28 abr. 2010 (adaptado).

Considerando o comportamento atípico desse metamaterial, qual é a figura que representa a refração da luz ao passar do ar para esse meio?

Alternativas

Comentários

Questão relativamente difícil, que requer cuidado. A luz, ao ser refratada numa interface , obedece a lei de Snell : n₁*sen(q₁) = n₂*sen(q₂), onde n₁ (n₂) é o meio onde se propaga a luz incidente (refratada) e q₁(q₂) é o ângulo de incidência (refração). Se um dos materiais apresenta índice de refração negativo (tomemos, por exemplo, n₂ < 0), e o outro é o ar (ou seja, n₁ = 1), temos sen(q₁) = n₂*sen(q₂). Agora, se q₁> 0 e n₂ < 0, devemos ter necessariamente q₂< 0 para que a igualdade seja mantida, o que leva à resposta d).
A refração luminosa é o fenômeno no qual ocorre a mudança de velocidade da luz, devido a mudança de meio de propagação. Essa mudança acarreta um desvio na trajetória do raio luminoso, caso este não passe pela reta normal a superfície (perpendicular à superfície). Em materiais naturais, a mudança de meio para raios de luz não perpendiculares à superfície implica um desvio com o afastamento ou aproximação da normal, de modo que os raios incidente e refratado fiquem em lados opostos a essa reta normal. Nos metamateriais, a mudança de meio implica um desvio no qual os raio incidente e refratado fiquem do mesmo lado que a reta normal, conforme a alternativa D.
Nos materiais naturais, vimos que quando um feixe luminoso incide algum meio diferente, ele sofre uma alteração conforme a lei de snell.
n.senΘ=n.senΘ
Normalmente, temos valores positivos nessa equação.Porem, como o índice de refração desse metamaterial é negativo, é necessário que o senΘ seja um valor negativo para respeitar a equação. Com isso, o feixe é refratado para outro quadrante, conforme a figura do item D.

Fonte: Descomplica
Letra D
Lei de Snell
Em ótica, a lei de Snell, ou simplesmente Lei da Refração, resume-se a uma expressão que dá o desvio angular sofrido por um raio de luz ao passar para um meio com índice de refração diferente do qual estava percorrendo.
Por que não poderia ser a "C"?

SóProvas

Continue usando...

O que está incluso