A refração acontece quando um raio luminoso (que representa uma onda luminosa) passa de um meio de propagação para outro com uma mudança na direção de propagação original (Figura 1).
O que se observa na Figura 1 é que um raio luminoso que se propaga no ar (vindo de cima) ao mudar de meio de propagação, do ar para o vidro, muda a direção da sua propagação. Acontece o mesmo fenómeno, depois, quando há uma nova mudança de meio de propagação, do vidro para o ar.
Leis da refração
A primeira lei da refração é semelhante ao que acontece também na reflexão.
1ª Lei da Refração
O raio incidente, o raio refratado e a normal no ponto de incidência estão no mesmo plano.
A segunda lei da refração relaciona os ângulos de incidência (\({\theta}_{i}\)) e de refração (\({\theta}_{r}\)) com os índices de refração dos dois meios de propagação (\({n}_{1}\) e \({n}_{2}\)).
A Figura 2 representa a refração de um raio luminoso quando passa do meio de propagação 1, com índice de refração \({n}_{1}\), para o meio de propagação 2, com índice de refração \({n}_{2}\). Os ângulos de incidência (\({\theta}_{i}\)) e de refração (\({\theta}_{r}\)), são medidos entre o raio luminoso respetivo e a normal, \(N\), à fronteira de divisão entre os dois meios de propagação, no ponto de incidência do raio luminoso.
2ª Lei da refração (Lei de Snell-Descartes para a refração)
A razão entre os senos dos ângulos de incidência (\({\theta}_{i}\)) e de refração \({\theta}_{r}\)) é constante e igual ao índice de refração relativo entre esses dois meios:
$$\frac{sen \; {\theta}_{i}}{sen \; {\theta}_{r}}=\frac{{n}_{2}}{{n}_{1}}={n}_{21}$$
ou, de outra forma:
$${n}_{1} \; sen \; {\theta}_{i}={n}_{2} \; sen \; {\theta}_{r}$$
Quando um raio luminoso passa de um meio de propagação para outro meio mais refrigente (com maior índice de refração, mais denso), o raio refratado aproxima-se da normal.
Índices de refração
Curvatura da luz [© PhET]