UFRGS 2024 - Refração luminosa

A figura abaixo mostra um raio i de luz monocromática que, propagando-se no ar, incide radialmente na superfície circular de um semicilindro de vidro transparente.

Ao penetrar no semicilindro, a luz é parcialmente refletida na superfície plana interna, raio r, e parcialmente refratada para o ar.
O raio r refletido, ao atingir a superfície circular, também emerge para o ar.
Entre os raios representados na figura acima, quais deles melhor representam, respectivamente, os raios refratados na superfície plana e na superfície circular?
a) 1-4
b) 2-5
c) 2-4
d) 3-5
e) 3-6
Gabarito: D

Uma vez que o raio refletido sai de uma superfície mais refringente para uma menos refringente, o correto não seria seu ângulo de incidência mudar também? Não entendi por que o raio refletido sai radialmente do vidro...

Lei de Snell. O ângulo de incidência (saindo do vidro p/ o ar) com a normal é zero. Logo, o ângulo de refração também é zero.

n1 . sen(i) = n2 . sen(r)

Mathematicien escreveu:Lei de Snell. O ângulo de incidência (saindo do vidro p/ o ar) com a normal é zero. Logo, o ângulo de refração também é zero.

n1 . sen(i) = n2 . sen(r)

Aaaah, óbvio... Muito obrigado. 

Não.

O raio incidente i, no ar, é normal à superfície do cilindro. Logo, ele refrata, dentro do cilindro, sem sofrer desvio.
Seja θ o ângulo entre este raio refratado e a normal (pontilhada) a superfície plana.
Este raio refratado serve de raio incidente para a superfície plana:

1) Uma parte refrata na superfície plana e se afasta da normal, pois está indo do vidro para o ar: raio 3 

2) Outra parte dele (r) é refletida pela superfície plana e forma o mesmo ângulo θ com a normal. Logo r é normal à superfície do cilindro e refrata nele, sem sofrer desvio: raio 5