Questão 19 de Refração e reflexão interna total estilo UNICAMP resolvida

Enunciado

Em um sensor óptico, um feixe se propaga dentro de um prisma de índice de refração $n_p=1{,}50$ e atinge sua face em contato com um líquido. O seno do ângulo de incidência, medido em relação à normal, vale $0{,}85$. Inicialmente, o líquido tem índice $n_1=1{,}20$; depois, sua composição muda e o índice passa a $n_2=1{,}35$. Em cada situação, o feixe parte do prisma em direção ao líquido.  Note e adote: quando a luz vai do meio de maior índice para o de menor índice, há reflexão interna total se $\sin\theta_i>n_{\mathrm{líquido}}/n_p$. Quanto ao que ocorre na interface, é correto afirmar que o feixe

• A: refrata-se antes da mudança e sofre reflexão interna total depois dela.
• B: sofre reflexão interna total em ambas as situações, porque o prisma não mudou.
• C: refrata-se em ambas as situações, porque o índice do líquido é menor que o do prisma.
• D: sofre reflexão interna total antes da mudança e pode refratar-se para o líquido depois dela.

Resolução comentada

Resposta: D

Inicialmente, a razão dos índices é $1{,}20/1{,}50=0{,}80$; como $0{,}85>0{,}80$, ocorre reflexão interna total. Após a mudança, a razão passa a $1{,}35/1{,}50=0{,}90$; agora $0{,}85<0{,}90$, e a refração é possível. O ângulo crítico mudou com o índice do líquido, embora o ângulo de incidência e o prisma sejam os mesmos.