Ângulo limite

Você já sabe que quando um raio de luz atinge a superfície que separa dois meios materiais, ele pode sofrer refração, ou seja, o raio de luz pode penetrar no meio material diferente daquele de onde ele veio.

	Você também talvez já tenha reparado que quando um raio de luz passa de um meio material menos refringente, como o ar do exemplo ao lado, para outro meio mais refringente, como a água, ele sofre um desvio aproximando-se da reta normal.  Note que neste caso o ângulo de incidência  (i)  é maior que o ângulo de refração  (r).
	Por outro lado, quando o raio passa de um meio mais refringente, como a água do exemplo ao lado, para outro menos refringente, como o ar,  ele sofre desvio afastando-se da reta normal.  Note que aqui o ângulo de incidência  (i)  é menor que o ângulo de refração  (r).

Ângulo limite

Quando um raio de luz, que se propaga em um meio material mais refringente, atinge uma superfície de separação entre dois meios, pode acontecer do raio sofrer uma reflexão total ao invés de passar para o outro meio.  Isso ocorre quando o raio chega com uma inclinação muito grande.  Existe um ângulo para o qual o raio não sofrerá refração, ou seja, ele não sairá do meio mais refringente para um outro meio menos.  A este ângulo damos o nome de ângulo limite, e a este fenômeno damos o nome de reflexão interna total.

A equação que nos permite encontrar o valor deste ângulo limite (L) é a seguinte:

Nesta equação  L  é o ângulo limite,  nmenor é o índice de refração do meio menos refringente e  nmaior é o índice de refração do meio mais refringente.

Note que quando aumentamos a inclinação do raio de luz que sai do vidro, que tem o índice de refração maior, o raio refratado vai se aproximando da superfície que separa os dois meios.  Existe um ângulo de incidência (L) onde o raio refratado sai exatamente sobre a superfície, ou seja, forma um ângulo de 90º com a reta normal.  Damos a este ângulo L o nome de ângulo limite.  (veja a animação ao lado) Se inclinarmos mais o raio incidente este não irá mais sofrer refração.  Ele irá sofrer uma reflexão na superfície e ficará dentro do vidro.  Este fenômeno recebe o nome de reflexão interna, e é o princípio de funcionamento das fibras ópticas.

Veja também a figura na página 104 da sua apostila de Física 2, no capítulo 6.