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Um raio de luz monocromático que se propaga no ar (índice de refração = 1) atinge a superfície de separação com um meio homogêneo e transparente, sob determinado ângulo de incidência, diferente de 0º. Considerando os meios da tabela abaixo, aquele para o qual o raio luminoso tem o menor desvio é Meio Índice de refração Água Álcool etílico Diamante Glicerina Vidro comum a) Água b) Álcool etílico c) Diamante d) Glicerina e) Vidro comum

No fundo de um recipiente com determinada quantidade de água, encontra-se um espelho plano E. Um raio de luz incide sobre a superfície de separação do ar e da água, com um ângulo de incidência i = 53,13°, cujo cosseno vale 0,6, penetrando na água com ângulo de refração r. A figura 1 apresenta a superfície refletora do espelho paralela ao fundo do recipiente. Nesta situação, o raio de luz emerge com um ângulo a de valor igual ao de incidência. Figura 1 A figura 2 apresenta a superfície do espelho inclinada em um ângulo 6, em relação ao fundo do recipiente. Nesta situação, o raio de luz emerge paralelamente à superfície da água. Figura 2 Determine o ângulo 6 entre o espelho E e o fundo do recipiente.

Há atualmente um grande interesse no desenvolvimento de materiais artificiais, conhecidos como metamateriais, que têm propriedades físicas não convencionais. Este é o caso de metamateriais que apresentam índice de refração negativo, em contraste com materiais convencionais que têm índice de refração positivo. Essa propriedade não usual pode ser aplicada na camuflagem de objetos e no desenvolvimento de lentes especiais. a) Na figura é representado um raio de luz 4 que se propaga em um material convencional (Meio 1) com índice de refração n, =1,8 e incide no Meio 2 formando um ângulo à, =30º com a normal. Um dos raios B, C, D ou E apresenta uma trajetória que não seria possível em um material convencional e que ocorre quando o Meio 2 é um metamaterial com índice de refração negativo. Identifique este raio e calcule o módulo do índice de refração do Meio 2, n,, neste caso, utilizando a lei de Snell na forma: sen6, . Se necessário use 2= 14 e 3= 17. , | sen, = Meio 1 Meio 2 b) O índice de refração de um meio material, n, é definido pela razão entre as velocidades da luz no vácuo e no meio. A velocidade da luz em um material é dada por v= ——, em que & é a permissividade elétrica e u é a su permeabilidade magnética do material. Calcule o índice de refração de um material que tenha 2 Ns? e u=1,25x10* . Nm? t Cc E=2,0x10"! A velocidade da luz no vácuo é c =3,0x10° m/s.