Fenômeno óptico relacionado com a propagação da luz
A reflexão da luz é o fenômeno em que uma onda de luz atinge uma superfície e muda de direção e/ou sentido, mas continua no mesmo meio de propagação. A superfície é uma mudança de meio de propagação (ar e vidro, no caso dos espelhos).
A reflexão luminosa é a base da construção e utilização dos espelhos. Os espelhos, tanto planos, como os esféricos, tem larguíssima utilização e são a base dos telescópios refletores, que sofrem menos restrições do que os telescópios refratores. Quando os raios alcançam a superfície, chamam-se raios incidentes. Já aqueles que retornam ao meio de propagação são denominados raios refletidos.
Quando a luz se reflete em um material mais denso (com maior índice de refração) do que o meio externo, ele sofre uma inversão de polaridade (fase). Em contraste, um material de menor índice de refração (menos denso) irá refletir a luz em fase. Este é um princípio importante no campo da óptica de película fina. A reflexão é um evento que pode se dar por um caráter de eletromagnetismo ou pela mecânica.
Leis da reflexão da luz
A reflexão da luz obedece a duas leis. Tais regras têm uma base empírica, isto é, são resultado de inúmeras observações do fenômeno.
Esquema de reflexão (Foto: Educa Mais Brasil)
N= reta normal à superfície no ponto B
i= ângulo de incidência, formado entre o raio incidente e a reta normal.
T= reta tangente à superfície no ponto B
AB= raio de luz incidente
BC= raio de luz refletido
r= ângulo refletido, formado entre o raio refletido e a reta normal.
Primeira lei
O ângulo de incidência (i) que o raio incidente forma com a normal (linha pontilhada, que forma ângulo de 90º com a superfície do espelho) é igual ao ângulo de reflexão (r) que o raio refletido forma com a normal.
Segunda lei
O desvio (d) na reflexão da luz é definido como sendo o ângulo "d" entre o prolongamento do raio incidente e o raio refletido.
A quantidade de energia refletida, quando comparada à energia incidente, depende de uma série de fatores, como a natureza da superfície e a direção da incidência, por exemplo. A reflexão da luz pode ser classificada em dois tipos: especular (ou regular) e difusa.
Tipos de reflexão da luz
• Reflexão difusa da luz (irregular): acontece quando se tem uma superfície refletora que não é polida, após a incidência, e a luz se espalha em todas as direções e sentidos. Por exemplo, lousa e a parede são superfícies irregulares.
Assim, superfícies que apresentam reflexão difusa refletem a luz, mas não são capazes de produzir imagens refletidas. A reflexão é reforçada em metais pela supressão de propagação da onda além de suas profundezas da pele. Reflexo também ocorre na superfície dos meios transparentes, tais como água ou vidro.
Ilustração da reflexão difusa da luz. (Foto: Educa Mais Brasil)
• Reflexão especular da luz: a superfície refletora é polida e lisa. Os raios de luz são refletidos regularmente, sendo possível observar a imagem do objeto.
A reflexão especular da luz ocorre em superfícies lisas e polidas. A luz é refletida numa só direção. Os raios que incidem paralelos entre si, permanecem paralelos após a reflexão. Exemplo: espelho, metais, vidros e na reflexão da paisagem na superfície do lago.
A reflexão especular forma imagens. Acontece a partir de uma superfície plana que forma uma imagem no espelho, o que parece ser invertida da esquerda para a direita porque compara-se a imagem que é vista ao que se gostaria de ver se estivesse girado para a posição da imagem.
Ilustração da reflexão especular da luz. (Foto: Educa Mais Brasil)