Introdução à reflexão, refração e absorção

Todos nós sabemos que um espelho reflete a luz que chega até ele. Sabemos também que uma parede reflete a luz que chega até ela (é por isso que podemos enxergar a parede). Porém, claramente notamos que existe uma diferença entre estas duas reflexões. Em uma delas podemos ver nitidamente uma imagem, que está se formando no espelho, enquanto na outra somente enxergamos a parede.

Na verdade existem dois tipos de reflexão, a reflexão regular e a reflexão difusa. Vamos tentar entender a diferença entre elas.

Reflexão regular

Ocorre em superfícies polidas (bem lisas). Aqui a forma do pincel de luz não é destruída depois da reflexão. Veja o desenho:

Reflexão difusa

Ocorre em superfícies rugosas (cheias de irregularidades). Aqui a forma do pincel de luz é destruída depois da reflexão, ou seja, a luz acaba sendo espalhada para várias direções. Veja a figura abaixo:

Quanto mais se espalhar o pincel de luz, vindo de um objeto, depois de bater em uma superfície, pior ficará a imagem deste objeto refletida nesta mesma superfície.

Refração

Quando um raio (ou feixe) de luz consegue passar de um meio material para outro dizemos que ele sofreu refração. E todas as vezes que isso acontece este raio sofre um certo desvio, como visto na demonstração feita em classe ou nas figuras da página 161 da apostila.

Mas porque será que este desvio ocorre ?

Ele ocorre pelo fato da luz mudar sua velocidade quando passa de um meio material para outro.

A luz branca, por exemplo, é formada por todas as sete cores que você pode ver no arco íris, viajando juntas e com a mesma velocidade (aproximadamente 3 x 10⁸m/s). As sete cores são: vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta. Quando este feixe de luz branca encontra um meio material diferente do vácuo, ele pode penetrá-lo, e se isso acontecer cada cor mudará sua velocidade de uma maneira diferente, ou seja, cada cor terá sua própria velocidade neste novo meio. Como o desvio que irá ocorrer depende das suas velocidades, podemos concluir que cada cor vai desviar-se de maneira diferente das outras (isso só não acontece quando o raio de luz chega perpendicularmente à superfície de separação entre os meios materiais).

Sabemos que a cor que mudar mais sua velocidade será a que irá sofrer o maior desvio, e a cor que mudar menos sua velocidade sofrerá o menor desvio. Veja a figura desta separação na página 168, bem como as velocidades de cada cor quando elas estão passando pela água.

Absorção

Um fato curioso sobre a absorção da luz é que ela pode explicar o fato dos objetos serem coloridos da maneira como são.

Porque uma maça é vermelha ?

A resposta é simples, ela é vermelha pois os raios de luz que saem da maça e chegam até nossos olhos são vermelhos. Se uma maça é iluminada com luz branca (que sabemos ser a soma de todas as cores) e se a vemos vermelha, podemos concluir que nem todas as cores que chegaram foram refletidas. Se assim fosse veríamos a maça branca, e não vermelha. O que ocorre é que a casca da maça absorve todas as cores que chegam, menos a vermelha, que é refletida. Por isso só vemos o vermelho. Isso acontece com todos os outros objetos coloridos que vemos por ai.

Do ponto de vista da óptica, você seria capaz então de explicar porque uma folha é verde ?

Quando um objeto é preto (ausência de luz) significa que ele absorveu todas as cores e não refletiu nenhuma, mas se um objeto for branco, significa que ele refletiu todas as cores.

Sistemas ópticos

Um sistema óptico é qualquer coisa que interfira na propagação da luz. Nós iremos estudar basicamente os:

• sistemas ópticos refletores (superfícies polidas, espelhos etc) que são sistemas onde a maior parte da luz é refletida

• sistemas ópticos refratores (meios transparentes e homogêneos, lentes, vidros etc) que são sistemas onde a maior parte da luz é refratada

Ponto objeto e ponto imagem

Se você der uma olhada nas figuras da página 170 da sua apostila, terá uma idéia do que vem a ser ponto objeto e ponto imagem. Resumindo:

• ponto objeto é o vértice do pincel de luz que chega ao sistema óptico.
• ponto imagem é o vértice do pincel de luz que sai do sistema óptico.

• ponto real é formado por raios de luz de verdade
• ponto virtual é formado por prolongamentos dos raios de luz

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Veja também: