Quando um raio de luz incide sobre a fronteira que separa dois meios de propagação diferente (ar e água, por exemplo), observamos a alteração de direção desta propagação. A esse fenômeno damos o nome de refração da luz.
A lei de Snell estabelece a relação existente entre o ângulo de incidência θ1, o de refração θ2 (ambas formados entre o raio e a perpendicular à superfície que separa os meios) e os valores n1 e n2, chamados índice de refração dos meios 1 e 2 respectivamente. Veja representação na figura:
O índice de refração é um valor associado às diversas características do meio no qual a luz se propaga, destacando-se, entre elas, a densidade.
O índice de refração do ar, por exemplo, é 1, e o da água é 1,31. Essa diferença de índice de refração é responsável pela ilusão de ótica que temos quando observamos um objeto imerso em água numa posição que não corresponde àquela em efetivamento ele se encontra, pois o raio incidente desvia de direção ao passar de um meio menos denso para um mais denso.
Em linguagem matemática, veja o que acontece quando um raio de luz que se propaga no ar incide na água num ângulo de 60°:
Note que o raio incidente sofre refração aproximando-se da perpendicular quando passa do ar para a água, ou de modo geral, quando passa de um meio menos denso para outro mais denso.
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