Questão de Física · FCC SEDU-ES 2022 (nº 55)

A refração é a mudança na direção da luz ao passar de um meio para outro, regida pela Lei de Snell, que estabelece que o produto do índice de refração do meio pelo seno do ângulo que o raio faz com a normal é constante em cada interface ($n_1 \sin \theta_1 = n_2 \sin \theta_2$). Quando a luz atravessa múltiplas camadas de meios com superfícies paralelas, o desvio total depende apenas dos índices de refração do meio de origem e do meio final, e não dos meios intermediários.

(A) Incorreta: O índice $n_y$ do meio intermediário não aparece na relação final entre o ângulo de incidência inicial e o ângulo de refração final, devido à propriedade das superfícies paralelas.
(B) Incorreta: Embora $n_x$ seja relevante, $n_y$ não é, e $n_z$ também é crucial para determinar $\delta$.
(C) Incorreta: Embora $n_z$ seja relevante, $n_y$ não é, e $n_x$ também é crucial para determinar $\delta$.
(D) Correta: Aplicando a Lei de Snell à primeira interface (x-y), temos $n_x \sin(\theta) = n_y \sin(\alpha)$, onde $\alpha$ é o ângulo de refração no meio y. Aplicando-a à segunda interface (y-z), e sabendo que as superfícies são planas e paralelas (o que faz com que o ângulo de incidência na segunda interface seja igual a $\alpha$), temos $n_y \sin(\alpha) = n_z \sin(\delta)$. Ao combinar as duas equações, $n_x \sin(\theta) = n_z \sin(\delta)$, o termo $n_y \sin(\alpha)$ se cancela. Assim, para um $\theta$ dado, o ângulo $\delta$ depende apenas de $n_x$ e $n_z$. A armadilha da banca é fazer você pensar que o meio intermediário ($n_y$) sempre influencia o ângulo final, mas ele não o faz quando as superfícies são paralelas.
(E) Incorreta: O índice de refração do meio intermediário ($n_y$) não afeta o ângulo de saída $\delta$ quando as superfícies são paralelas, apenas os índices dos meios inicial e final são relevantes.