A reflexão e refração da luz são fenômenos ópticos relacionados com a propagação da luz.
A reflexão e a refração da luz são fenômenos ópticos relacionados com a forma como a luz se propaga. Quando a luz incide sobre uma superfície, ela pode ser refletida e refratada.
Observe a figura:
O raio de luz ao incidir sobre uma superfície tem uma parte refletida e outra refratada
Podemos observar na figura que a luz incide sobre uma superfície de separação entre dois meios com um ângulo de incidência i. Uma parte dela atravessa a superfície e passa de um meio para outro, ou seja, é refratada com um ângulo de refração r, e a outra parte retorna ao meio de origem.
Quando a superfície é polida, como no caso dos espelhos, a luz é totalmente refletida, ou seja, retorna ao meio de origem. A reflexão da luz pode ser classificada de duas formas:
Reflexão regular: se os raios de luz incidirem sobre uma superfície totalmente polida e forem refletidos todos na mesma direção e paralelos entre si, conforme mostra a figura abaixo:
Os raios de luz incidem sobre uma superfície polida e são refletidos na mesma direção
Reflexão difusa: ocorre quando os raios de luz incidem sobre uma superfície irregular e são refletidos em várias direções distintas, como mostra a figura:
Os raios de luz incidem sobre uma superfície irregular e refletem em direções distintas
Existem duas Leis para a reflexão da luz:
O ângulo de incidência é sempre igual ao ângulo de reflexão, αi = αr;
O raio incidente, o raio refletido e a reta normal à superfície de separação pertencem a um só plano.
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Veja na figura abaixo como estão:
De acordo com as Leis da reflexão, os raios incidente e refletido possuem o mesmo ângulo com a normal à superfície
A refração da luz consiste na mudança da velocidade da luz ao passar de um meio para o outro. É em virtude desse fenômeno que um objeto colocado dentro de um copo aparenta estar torto ou que uma piscina parece ser mais rasa do que realmente é.
Quando os raios de luz passam de um meio para o outro, ocorre mudança na direção e velocidade de propagação
A intensidade da refração dependerá da variação sofrida pela velocidade ao passar de um meio para outro. Para caracterizar os meios materiais, existe o índice de refração, representado pela letra “n”, sendo calculado da seguinte forma:
n = c
v
Sendo que:
c – velocidade da luz no vácuo;
v – velocidade da luz no meio material;
n – índice de refração.
A lei básica da refração da luz, que também pode ser denominada lei de Snell, tem o seguinte enunciado:
Quando a luz passa de um meio, cujo índice de refração é n1, para outro meio, que tem índice de refração n2, temos:
n1 . Senθ1 = n2 . Sen θ2
Sendo que θ1 é o ângulo de incidência, e θ2, o ângulo de reflexão.
Aproveite para conferir as nossas videoaulas relacionadas ao assunto:
A reflexão e refração da luz são fenômenos ópticos. Na reflexão, a luz retorna depois de incidir em uma superfície. A refração parte da luz passa mudando seu ângulo. Tanto a refração quanto a reflexão são formas de propagação da luz.
Esses fenômenos são amplamente estudados e devido as suas características, têm várias aplicações práticas.
Além desses fenômenos ópticos vamos ver também como funcionam as cores e também falaremos um pouco da absorção luminosa. Antes de continuar a leitura dê uma olhada num vídeo relacionado com esse assunto.
Fenômenos ópticos
A luz se propaga com grande velocidade, em linha reta e em todas as direções.
Quando um feixe de luz incide em uma superfície qualquer, podem acontecer os chamados fenômenos ópticos.
Entre uma série de fenômenos ópticos importantes, dependendo da superfície, o feixe de luz pode sofrer reflexão, retração e absorção.
Os três podem ocorrer simultaneamente, em maior ou menor intensidade, dependendo do material e da superfície.
Quando um feixe de luz se propaga em um meio, atinge uma superfície qualquer, como uma parede, um espelho ou a superfície da água de uma piscina, e retorna ao meio em que estava se propagando, diz-se que ocorreu reflexão da luz, ou seja, o feixe de luz foi refletido.
A reflexão pode ser classificada em dois tipos: regular (ou especular) e difusa.
A reflexão é regular ou especular quando um feixe de luz incide em uma superfície perfeitamente lisa, como a de um espelho ou de um metal perfeitamente polido.
Esse tipo de reflexão nos permite ver imagens.
Na reflexão regular, o feixe refletido mantém as mesmas características do incidente.
Por exemplo, se o feixe incidente é cilíndrico, o feixe refletido também será cilíndrico.
A reflexão difusa, ou difusão, caracteriza-se quando um feixe de luz atinge uma superfície irregular, rugosa ou não polida. Nesse tipo de reflexão, a luz se propaga em várias direções.
Na reflexão difusa, o feixe de luz refletido não tem as mesmas características do feixe incidente.
Se os raios de luz incidentes forem paralelos entre si, por exemplo, os raios refletidos perdem o paralelismo após a difusão, propagando-se em diferentes direções.
Veja também:
- Princípios básicos da óptica geométrica
- Lentes convergentes e divergentes, espelhos côncavos e convexos
- As propriedades da luz – Resumo
- Definição de corrente elétrica, tensão, diferença de potencial e resistência
Cores
A cor de um objeto iluminado é definida pela cor da luz que ele reflete de forma difusa.
Ao incidir luz branca (constituída por todas as cores) sobre um corpo, ele será visto como branco se todas as cores forem refletidas, e como preto se nenhuma for refletida.
Se um corpo é visto como verde, significa que ele reflete difusamente apenas a luz verde quando iluminado por luz branca.
Se esse mesmo corpo fosse iluminado por uma luz vermelha, ele seria visto como preto, porque o vermelho não pode ser refletido por ele.
É comum vermos objetos com uma cor diferente das que compõem o espectro visível, como a cor marrom.
Esses objetos têm a propriedade de refletir mais de uma cor, fazendo com que nossos olhos percebam uma mistura das cores refletidas.
O disco de Newton
Por volta de 1666, Newton descobriu que a luz solar é formada por uma mistura de cores: violeta, anil, azul, verde, amarela, alaranjada e vermelha. Essas cores compõem o espectro visível.
Para verificar que a luz solar é branca, ele criou um dispositivo conhecido como disco de Newton.
Daderot, CC0, via Wikimedia CommonsComo distinguimos as cores e as formas?
Se tivermos um feixe de luz cilíndrico incidindo em uma superfície irregular, os raios refletidos serão espalhados em todas as direções, ou seja, ocorre reflexão difusa.
A maioria dos objetos absorve parte da luz incidente e reflete o restante de forma difusa. Isso nos permite vê-los da mesma maneira em qualquer posição e determinar suas cores a partir da luz refletida.
A reflexão difusa e a absorção são os fenômenos responsáveis pelos diferentes tons de cores e formas de tudo o que enxergamos, desde o céu azul, as nuvens, as palavras em uma lousa, as imagens no cinema, até este texto.
Refração da luz
Ocorre refração quando a luz passa de um meio de propagação para outro, alterando sua velocidade.
Em geral, a refração é acompanhada por um desvio na trajetória da luz.
É possível observar que a luz sofre um desvio e se refrata, por exemplo, quando se coloca um lápis parcialmente mergulhado em um copo com água.
O fato de o lápis parecer quebrado para quem o observa evidencia que houve desvio da luz ao se refratar.
A luz branca é constituída por um conjunto de “luzes-cores” que, ao atravessarem um meio transparente, sofrem diferentes refrações.
Quando a luz branca atravessa um prisma óptico, ela se decompõe nas diferentes “cores” que a compõem.
Esse fenômeno que acompanha a refração é conhecido como dispersão da luz.
A luz do Sol, ao atravessar as minúsculas gotas de água da chuva presentes na atmosfera, pode proporcionar esse efeito, criando o arco-íris.
Quando a luz solar penetra em uma gota de água, os raios luminosos são refratados, sofrendo dispersão.
Esse feixe de luz colorido é refletido na superfície interna da gota, atravessa-a e retorna para o ar.
Todas as gotas de água refratam e refletem a luz da mesma forma.
No entanto, apenas algumas cores resultantes desse processo são captadas pelos olhos do observador.
Absorção da luz
Quando a radiação luminosa (luz) incide em uma superfície ou corpo, parte dela pode sofrer reflexão, outra parte, refração e outra, ainda, ser absorvida.
Com isso, é possível que ocorra aumento de temperatura na superfície ou no corpo onde houve incidência da luz.
Uma explicação para isso é que, em todos os corpos, as partículas estão em constante movimento de vibração.
Ao receber certa quantidade de energia da luz, elas passam a movimentar-se com maior rapidez, isto é, adquirem maior energia térmica.
Assim, pode-se relacionar o aumento da agitação das moléculas com o aumento da temperatura.
Esse fenômeno ocorre com maior intensidade em corpos e objetos escuros expostos à luz.
Eles absorvem uma grande parte da energia luminosa, o que acarreta um aumento da temperatura.
Os corpos e os objetos claros refletem difusamente grande parte da luz, e ocorre pouca absorção, com menor variação de temperatura.
Por esse motivo, as roupas claras são mais indicadas no verão.
O único meio totalmente transparente à luz é o vácuo. Em outros meios, a reflexão, a refração e a absorção nunca ocorrem isoladamente – em geral, elas ocorrem ao mesmo tempo.
Resumo da aula Reflexão e refração da luz – Óptica- Resumo
- Reflexão regular da luz, difusão da luz e refração da luz.
- Absorção da luz.
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Fonte
Usberco, Joao; Salvador,Edgard; Manoel Martins,José; Schechtmann,Eduardo; Ferrer,Luiz Carlos; Martin Velloso,Herick. Companhia Das Ciências. 9º An
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