Callister_-_Engenharia_e_Cincia_dos_Materiais_ptg_ ... - Ufrgs

separação das cores. Não apenas o índice de refração afeta o passo ótico da luz, mas também,
conforme explicado abaixo, ele influencia a fração de luz incidente que é refletida na
superfície.
Justo como a Equação 22.1 define a magnitude de c, uma expressão equivalente
fornece a velocidade da luz v num meio como
v = 1 / (εµ) 1/2 (22.8)
Onde ε e µ são, respectivamente, a permitividade e permeabilidade da particular substância.
A partir da Equação 22.7, nós temos
n = c/v = (εµ) 1/2 / (ε o µ o ) 1/2 = (ε r µ r ) 1/2 (22.9)
onde ε r e µ r são a constante dielétrica e a permeabilidade magnética relativa,
respectivamente. Uma vez que a maioria das substâncias são apenas levemente magnéticas,
µ r ≅ 1, e
n ≅ (ε r ) 1/2 (22.10)
Assim, para materiais transparentes, existe uma relação entre o índice de refração e a
constante dielétrica. Conforme anteriormente mencionado, o fenômeno da refração está
relacionado à polarização eletrônica (Seção 22.4) nas relativamente altas frequências para luz
visível; assim, a componente eletrônbica da constante dielétrica pode ser determinada a partir
de medidas de índice de refração usando a Equação 22.10.
Uma vez que o retardamento da radiação eletromagnética num meio resulta a partir de
polarização eletrônica, o tamanho dos átomos ou íons constituintes tem uma considerável
influência sobre a magnitude deste efeito – geralmente, quanto maior um átomo ou íon, tanto
maior será a polarização eletrônica, tanto mais lenta a velocidade e tanto maior o índice de
refração. O índice de refração de um vidro soda-cal típico é aproximadamente 1,5. Adições
de íons maiores de bário e chumbo (como BaO e PbO) a um vidro aumentará n
significativamente. Por exemplo, vidros altamente chumbados contendo 90% em peso de
PbO têm um índice de refração de aproximadamente 2,1.
Para cerâmicas cristalinas que têm estruturas cristalinas cúbicas, e para vidros, o
índice de refração é independente da direção cristalográfica (isto é, ele é isotrópico). Cristais
não cúbicos, por outro lado, têm um n anisotrópico; isto é, o índice é o máximo ao longo de
direções que têm a máxima densidade iônica. A Tabela 22.1 fornece índices de refração para
vários vidros, cerâmicas transparentes, e polímeros. Valores médios são fornecidos para
cerâmicas cristalinas nas quais n é anisotrópico.
Tabela 22.1 – Índices de refração para Alguns Materiais Transparentes
22.6 – REFLEXÃO
Quando radiação luminosa passa de um meio para um outro tendo um diferente índice
de refração, uma parte da luz é espalhada na interface entre os dois meios mesmo se ambos
forem transparentes. A refletividade R representa a fração da luz incidente que é refletida na
interface, ou
R = I R / I o (22.11)