Óptica: índice de refração e a densidade do material

26 de dezembro, 2019 às 22:26 | Postado em Óptica, Óptica geométrica

Parabéns pelo excelente trabalho caríssimo professor Lang e feliz natal para a gente! Minha dúvida é concernente ao termo “densidade” para definir o índice de refração absoluto de um meio material. É um equívoco dizer que “quanto maior a densidade de uma mesma substância, maior é o seu índice de refração”?

Grato pelos votos e por tua avaliação do trabalho!

Para um mesmo gás pode-se afirmar que crescendo sua densidade, cresce o índice de refração. Mas mesmo quando comparam-se diversos gases, todos com a mesma densidade, os índices de refração não serão iguais. O índice de refração de uma substância depende de características eletromagnéticas da substância e essas estão relacionadas com a estrutura microscópica da substância.

A figura 1 apresenta para vinte diferentes substâncias nos estados sólido e líquido o índice de refração e a densidade. Os valores usados no gráfico da figura 1 foram retirados da Wikipedia.

Este gráfico demonstra grosseiramente, aproximadamente, que há uma tendência de que crescendo a densidade, cresça o índice de refração. Entretanto facilmente se percebe substâncias com praticamente a mesma densidade e importante diferença no índice de refração (um caso notório é o cinábrio e do pentóxido de tântalo que possuem a mesma alta densidade e muito diferentes índices de refração).

Então a afirmação “quanto maior a densidade de uma mesma substância, maior é o seu índice de refração” é uma super simplificação pois o índice de refração é dependente de variáveis microscópicas relacionadas à estrutura eletromagnética da matéria.

“Docendo discimus.” (Sêneca)