Refração

Refração é a mudança de direção de uma onda ao atravessar a interface entre dois meios com velocidades de propagação diferentes. No caso da luz, essa mudança ocorre porque o índice de refração de cada meio varia, o que altera a velocidade de propagação da onda óptica. A frequência permanece constante ao atravessar a fronteira, porém o comprimento de onda diminui ou aumenta conforme o meio.

A lei que descreve esse fenômeno é a lei de Snell: n1 sin(θ1) = n2 sin(θ2), onde θ é o ângulo relativo à normal da interface e n é o índice de refração do meio. Quando a luz entra em um meio mais denso (n2 > n1), a trajetória aproxima-se da normal, e quando entra em meio menos denso (n2 < n1), afasta-se da normal. O ângulo crítico ocorre quando o segundo meio é menos denso; para n1 > n2, ocorre a reflexão total interna se θ1 superar θc.

Além da luz, outros tipos de ondas também sofrem refração, como som e ondas sísmicas. A refração pode gerar fenômenos visuais cotidianos, como miragens, que resultam da variação do índice de refração do ar com a temperatura, ou arco-íris, devido à dispersão em prismas naturais e gotas de chuva.

Na prática, a refração é a base de lentes ópticas, câmeras e óculos, que curvam a luz para convergir ou divergir imagens. Em telecomunicações, fibras ópticas utilizam refração para guiar sinais. A dispersão de diferentes comprimentos de onda em um prisma é outra manifestação da refração, útil em espectroscopia.