Índice de Refração Variável (GRIN)
O algoritmo utilizado aqui é capaz de computar a refração da luz em um meio não-homogêneo, onde o índice de refração varia ao longo do espaço de forma contínua, dividindo a trajetória em pequenos segmentos de inclinação constante e de comprimento proporcional ao índice de refração local.
Em cada passo, o ângulo de incidência é medido em relação ao gradiente da função, que é perpendicular às curvas de nível (onde o índice de refração é constante, mas também é uma fronteira entre e ). Aqui, são oferecidas algumas distribuições radiais do índice de refração, como uma função gaussiana e uma função degrau (caso homogêneo). O destaque é o buraco negro de Schwarzchild, pois o efeito da curvatura do espaço-tempo sobre a luz pode ser modelado como um campo de índice de refração efetivo (aqui, considera-se que o espaço é isotrópico). Os resultados obtidos aqui preveem corretamente que abaixo de todas as trajetórias colapsam em direção ao horizonte de eventos.
É possível personalizar a distribuição de raios com os parâmetros à direita, além de escolher qualquer função que cresça radialmente. Caso a função assuma valores menores que 1, especialmente se forem valores negativos, resultados que violam as leis da Física serão produzidos.
Esta construção faz parte de um conjunto de simulações da óptica do olho humano desenvolvidas em 2022 como parte de um trabalho de conclusão de curso para o curso de Física na Universidade Federal do Paraná.