O fenômeno da refração da luz está associado com situações corriqueiras de nossa vida. Uma dessas situações envolve a colocação de uma colher em um copo com água, de modo que a colher parece estar “quebrada” na região da superfície da água. Para demonstrar experimentalmente a refração, um estudante propôs uma montagem, conforme figura abaixo. Uma fonte de luz monocromática F situada no ar emite feixe de luz com raios paralelos que incide na superfície de um líquido de índice de refração n₂. Considere o índice de refração do ar igual a n₁. O ângulo de incidência é a₁, e o de refração é a₂. Por causa da refração, a luz atinge o fundo do recipiente no ponto P e não no ponto Q, que seria atingido se a luz se propagasse sem que houvesse refração.

a) Mostre que as distâncias a e b na figura valem, respectivamente.

b) Obtenha a distância D de separação entre os pontos P e Q se n₁ = 1, n₂ = √3 , α₁ = 60º, L = 2√3 cm, sabendo que sen 60º = √3/2 e cos 60º = 1/2. Sugere-se trabalhar com frações e raízes, e não com números decimais.