Lâmina de faces paralelas

Física

A lâmina de faces paralelas é um dispositivo muito útil, pois ele permite fazer com que a luz seja desviada sem, no entanto, alterar sua direção de propagação.
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Uma lâmina de faces paralelas é um corpo relativamente pouco espesso, de material transparente, que possui duas faces paralelas. Um exemplo simples é uma lâmina de vidro (índice de refração n2) imersa no ar (índice de refração n1). Uma lâmina de faces paralelas é definida como um sistema constituído de dois dioptros planos cujas superfícies são paralelas.

Quando uma lâmina de faces paralelas está imersa em um meio homogêneo e transparente, o raio de luz incidente na lâmina e o respectivo raio de luz emergente da lâmina são paralelos entre si, pois sofrem duas refrações que provocam variações exatamente opostas (por exemplo, primeiro, do ar para o vidro, na face de incidência; depois, do vidro para o ar, na face de emergência). Vejamos a figura abaixo.

O raio de luz incidente sofre duas refrações, ao passar pela lâmina de faces paralelas, provocando variações opostas.
O raio de luz incidente sofre duas refrações, ao passar pela lâmina
de faces paralelas, provocando variações opostas.

Deslocamento lateral (d)

Vamos supor uma lâmina com espessura (e); a distância entre a direção original de propagação da luz (direção de incidência) e a direção final de propagação (direção de emergência) é chamada de deslocamento lateral (d). 

Lâmina de espessura (e) com 8 cm de distância entre a direção final de propagação.
Lâmina de espessura (e) com 8 cm de distância entre a direção final de propagação.

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Para o cálculo de d em função de (i), (r) e (e), consideramos os triângulos IGI’ e INI’:

Dividindo membro a membro as igualdades anteriores, o resultado é:

Portanto,

Vejamos um exemplo: vamos supor que um raio de luz se propague no ar e incida numa lâmina de vidro, cujo índice de refração seja 1,5. Calcule, em centímetros, o deslocamento lateral desse raio ao sair da lâmina.

O raio incide com ângulo de 45° em relação à reta normal
O raio incide com ângulo de 45° em relação à reta normal.

Aplicando primeiramente a Lei de Snell-Descartes à face superior da lâmina, temos:

Aplicando a equação para o cálculo do desvio lateral (d) sofrido por um raio de luz ao atravessar uma lâmina de faces paralelas, temos:

Por Domiciano Marques
Graduado em Física
 

A lâmina é a associação de dois dioptros planos paralelos: ar/vidro e vidro/ar.
A lâmina é a associação de dois dioptros planos paralelos: ar/vidro e vidro/ar.

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Lâmina de faces paralelas"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/lamina-faces-paralelas.htm. Acesso em 26 de novembro de 2020.