Sabemos que o meio em que a luz está se propagando muda, sua velocidade sofre alteração. A relação entre as velocidades nos diferentes meios é justamente a razão entre os índices de refração.
Assim, supondo que um raio luminoso se propague de um meio 1 para o 2, a relação entre as velocidades é:
Essa relação já nos foi introduzida no módulo de refração. Agora, o importante é sabermos que, tanto na refração quanto na reflexão não há mudança na frequência da onda. Uma luz vermelha no ar continua vermelha na água, por exemplo. Em nenhum fenômeno ondulatório haverá mudança na frequência de qualquer tipo de onda (até mesmo no efeito Doppler que, como veremos, a frequência da onda se mantém inalterada. Aparentemente, a frequência muda, devido ao movimento relativo entre a fonte e o observador. Mas, isso veremos mais tarde).
Então:
O que significa que o comprimento de onda é inversamente proporcional ao índice de refração do meio.
As figuras a seguir mostram duas situações em que uma onda sofre refração.
Figura 1
Figura 2
Na 1ª figura houve uma redução na velocidade quando a onda começou a se propagar no meio 2, levando a mesma redução do seu comprimento de onda.
Na 2ª figura, por sua vez, ocorreu o oposto. A onda ficou mais rápida e, consequentemente, com um comprimento de onda maior.
Nessa mudança de meio, parte da luz sofre reflexão, além da refração (não há refração total. Pode ser que a luz sofra apenas reflexão, sem refração, que é a situação de reflexão total). As figuras a seguir mostram, de maneira mais ampla, o que acontece quando há mudança no meio em que a luz se propaga.
Na refração, além de a frequência ser constante, a fase da onda é mantida no momento em que ocorre a mudança de meio, conforme ilustra a próxima figura.
Já na reflexão, a fase pode ou não sofrer inversão, dependendo do índice de refração dos meios. Vejamos as duas situações possíveis:
- Se n1 < n2 haverá inversão de fase no momento da reflexão.
- Se n1 > n2 a fase será a mesma antes e após a reflexão.
Saber se a fase será ou não mantida será fundamental para a compreensão de algumas situações de interferência, que veremos no próximo módulo.
A propagação de ondas em cordas de densidades diferentes é análoga ao que acabamos de estudar envolvendo ondas eletromagnéticas.
