Lei de Snell: diferenças entre revisões

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A Lei de Snell pode ser derivada pelo [[princípio de Fermat]] <ref>Rev. Bras. Ensino Fís. vol.29 no.2 São Paulo 2007, Lei de Snell generalizada, [http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S1806-11172007000200006&script=sci_arttext]</ref>, que diz que a luz viaja pelo caminho que leva o menor tempo. Ao tomar a [[derivada]] do comprimento do caminho óptico, o [[Ponto crítico (funções)| ponto estacionário]] é encontrado, dando o caminho tomado pela luz (Embora deva-se ter em mente que o resultado não mostra a luz utilizando o caminho de menor tempo, mas sim o caminho que é estacionário para pequenas variações, de modo que há casos onde a luz na verdade toma o caminho que leva o maior tempo, como em um espelho esférico). Em uma analogia clássica, o meio de menor [[Refração|índice de refração]] pode ser visto como uma praia, e o de maior índice de refração como o oceano, e o modo mais rápido de um salva-vidas na praia chegar até uma pessoa no oceano é percorrendo o caminho que segue a Lei de Snell.
 
Alternativamente, a Lei de Snell pode ser derivada utilizando a [[interferência]] de todos os caminhos possíveis da onda de luz da fonte até o observador—que resultam em interferência destrutiva em todos os pontos exceto no extremo da fase (onde a interferência será construtiva}— os quais tornantornam-se caminhos.
 
Outra maneira de derivar a Lei de Snell envolve uma aplicação das[[Problema de valor sobre o contorno| condições gerais de contorno]] das [[equações de Maxwell]] para [[radiação eletromagnética]].
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|isbn=978-0-691-12456-8
|url=http://ab-initio.mit.edu/book/}}
</ref> Por exemplo, uma superficiesuperfície homogênea perpendicular à direção z não pode mudar o momento transverso. Já que o vetor de propagação <math>\vec{k}</math> é proporcional ao momento do fóton, a direção da propagação transversa <math>(k_x,k_y,0)</math> deve permanecer a mesma em ambas as regiões. Presumindo sem perda de energia um plano de incidência no plano <math>z,x</math> <math>k_{x\text{Região}_1} = k_{x\text{Região}_2}</math>. Usando a dependência conhecida do [[número de onda]] no índice de refração do meio, derivamos a Lei de Snell.
 
:<math>k_{x\text{Região}_1} = k_{x\text{Região}_2} \, </math>
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:<math> n_1\sin\theta_1 = n_2\sin\theta_2 \, </math>
 
ondeSendo <math>k_0=\frac{2\pi}{\lambda_0}=\frac{\omega}{c}</math> é o [[número de onda]] no vácuo. Perceba que na nenhuma superfície é realmente homogênea, pelo menos em escala atômica. Ainda assim simetria translacional completa é uma excelente aproximação quando a região é homegêneahomogênea na escala do [[comprimento de onda]] da luz.
 
=== Forma vetorial ===