Reflexão da luz - É um fenômeno óptico no qual um feixe de luz, ao incidir sobre uma superfície, retorna ao seu meio de origem. Em função desse fenômeno conseguimos enxergar os objetos ao nosso redor, pois a luz incide sobre os corpos.
É possível esquematizar a reflexão de um raio de luz, ao atingir uma superfície polida, da seguinte forma:
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Onde:
AB = raio de luz incidente
BC = raio de luz refletido
N = reta normal à superfície no ponto B
T = reta tangente à superfície no ponto B
i = ângulo de incidência, formado entre o raio incidente e a reta normal.
r = ângulo refletido, formado entre o raio refletido e a reta normal.
Dependendo do objeto, a luz que é refletida chega com maior ou menor intensidade, pois ela pode ser mais ou menos absorvida. Os objetos de superfície clara apresentam uma maior reflexão da luz, enquanto os de superfície escura têm maior absorção. A reflexão da luz incidente sobre uma superfície, envolve:
Reta normal - Quando a luz é refletida, mede-se o ângulo de incidência (i), e o ângulo de reflexão (r), como o desvio dos feixes em relação a uma reta perpendicular (N) ao espelho
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Ângulo de incidência - É uma medida de desvio de um ângulo formado entre o feixe de luz que incide sobre o objeto e a normal; a normal é um segmento que forma com a superfície com um ângulo de 90º, por exemplo: na abordagem de um raio de uma superfície; o ângulo no qual a asa ou cauda horizontal de um avião é instalado na fuselagem, medido em relação ao eixo da fuselagem.
Em ótica geométrica, o ângulo de incidência é o ângulo entre um raio incidente sobre uma superfície e a linha perpendicular à superfície no ponto de incidência, a chamada normal normal. O raio pode ser formado por qualquer onda: óptica, acústica, micro-onda, raio X e assim por diante. Na figura, a linha vermelha representa um raio que faz um ângulo θ com a normal (linha pontilhada). O ângulo de incidência com que a luz é primeiro totalmente refletida internamente é conhecido como ângulo crítico. Ângulo de reflexão e ângulo de refração são outros ângulos relacionados com feixes.
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Ângulo de reflexão - O ângulo de reflexão é o respectivo ângulo (a partir da reta N) no qual um feixe de luz provém de uma face espelhada. Sendo assim, r é sempre diferente de 90°.
Os fenômenos em que acontecem reflexão, obedecem a duas leis fundamentais que são:
Leis da reflexão
1 - A primeira lei da reflexão diz que o raio incidente, o raio refletido e a reta Normal são coplanares, ou seja, coexistem no mesmo plano geométrico;
2 - o ângulo refletido é igual ao ângulo de incidência. De forma análoga, a figura seguinte representa as duas leis:
Fonte da imagem: //www.infoescola.com/wp-content/uploads/2010/04/lei-reflexao.jpg
No estudo da Óptica vimos que refração é o nome dado ao fenômeno que ocorre quando a luz, ao passar de um meio para outro, sofre uma variação em sua velocidade de propagação. No estudo da refração vimos as duas leis que regem esse fenômeno. A primeira delas diz que o raio incidente, a reta N, normal à superfície de separação no ponto de incidência, e o raio refratado são coplanares, ou seja, eles estão no mesmo plano.
Já a segunda lei da refração, também conhecida como Lei de Snell-Descartes, diz que, na refração, o produto do índice de refração do meio (no qual se encontra o raio pelo seno do ângulo que esse raio forma com a reta normal à interface no ponto de incidência) é constante. Dessa forma, é possível escrever que:
Cabe ressaltar que, quando um raio de luz passa de um meio para outro menos refringente, o raio de luz refrata-se, afastando-se da reta normal perpendicular à superfície. Dessa forma, pode-se observar que, a partir de determinado ângulo de incidência, não há mais refração. Esse ângulo é denominado ângulo limite ou ângulo crítico.
Cálculo do ângulo limite
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De acordo com a figura acima, a aplicação da Lei de Snell-Descartes à situação nos permite calcular o seno do ângulo limite L através da seguinte relação:
Como sen 90º = 1, temos:
De acordo com a equação acima, podemos ver que o seno do ângulo limite é o quociente entre o índice de refração do meio menos refringente pelo índice de refração do meio mais refringente, isto é:
Na figura abaixo podemos ver que quando i > L, não ocorre refração. Sendo assim, os raios são todos refletidos e o fenômeno passa a ser chamado de reflexão total interna.
Por Domiciano Marques
Graduado em Física