Reflexo da luz: elementos, leis e aplicações - Ciência - 2023

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o Reflexo de luz É o fenômeno óptico pelo qual um raio de luz muda de direção e é refletido quando cai na superfície de separação de dois meios, sem ser capaz de cruzar essa superfície.

É um fenômeno básico que ocorre na natureza e que já foi estudado na Grécia clássica. No entanto, as leis que governam o reflexo da luz não foram enunciadas até meados do século XVII. Foi o cientista holandês W. Snell quem definiu as leis de reflexão e refração. Dessa forma, essas leis foram chamadas de Leis de Snell.

A própria reflexão é um fenômeno geral que afeta todas as ondas, embora o caso da luz seja o mais representativo. Cada vez que a luz incide sobre um corpo, ocorre um reflexo. Dependendo de quais cores do espectro o corpo absorve e quais reflete, vemos o corpo de uma cor ou de outra.


A reflexão também está presente em nosso cotidiano em questões tão cotidianas quanto a formação de imagens em espelhos. Essas imagens podem ser explicadas a partir das leis da reflexão. Também pode ser visto nas imagens refletidas na superfície da água, embora neste caso também ocorra o fenômeno da refração.

Elements

Ao estudar a reflexão da luz, os seguintes elementos devem ser levados em consideração: luz, os dois meios, a superfície de separação do meio, o raio incidente, o raio refletido e o normal à superfície de separação .

Na física, o termo luz inclui todo o campo de radiação incluído no espectro eletromagnético, o termo luz visível sendo reservado para a parte do espectro que o olho humano percebe.

Em reflexão, dois meios devem ser distinguidos. O primeiro é o meio pelo qual a onda viaja. O segundo ou não o atravessa ou, se o fizer, ocorre a refração da onda. Entre as duas mídias está o que é chamado de separação de mídia.


O normal é uma linha perpendicular ao plano de separação da mídia. O raio incidente é chamado de feixe de luz que atinge a superfície de separação através do primeiro meio. Por outro lado, raio refletido é aquele que é refletido após o raio incidente colidir com esta superfície.

Leis de reflexão

Embora Euclides tenha sido o primeiro a publicar leis de reflexão no século III aC, a verdade é que foi em 1621, com o astrônomo e matemático holandês Willebrord Snell van Royen, quando as leis atuais de reflexão e refração foram estabelecidas. .

As duas leis de reflexão são discutidas abaixo.

Primeira lei

A primeira lei é resumida na seguinte afirmação: o raio incidente, o raio normal (ou perpendicular ao plano) e o raio refletido estão no mesmo plano do espaço.

Segunda lei

A segunda lei da reflexão afirma que o ângulo de reflexão é exatamente o mesmo que o ângulo de incidência.


Princípio de Fermat

Ambas as duas leis anteriores de reflexão, bem como as leis de refração, podem ser deduzidas do princípio de Fermat. Este princípio afirma que o caminho que um raio de luz percorre entre dois lugares no espaço é sempre aquele que leva o menor tempo possível.

Reflexão interna total da luz

A reflexão interna total da luz ocorre quando a luz encontra um meio com um índice de refração, n2, menos do que o ambiente em que está, n1. Nesse caso, a luz não consegue passar pela superfície de separação de ambos os meios e é totalmente refletida.

Claro, isso só ocorre para ângulos de incidência maiores do que aqueles chamados de ângulo crítico.

A reflexão interna total é a causa dos brilhos que podem ser vistos em um diamante lapidado.

Tipos de reflexão

A reflexão pode ser de vários tipos: especular, difusa ou mista. A ocorrência de um ou outro tipo de reflexão dependerá principalmente do tipo de superfície em seu caminho.

Reflexão especular

Quando a luz incide sobre uma superfície lisa e polida, ocorre a reflexão especular.

Reflexão difusa

Em vez disso, quando a luz incide sobre uma superfície não polida, a reflexão ocorre em todas as direções no espaço. Diz-se, então, que houve uma reflexão difusa.

Reflexão mista

Como o próprio nome indica, a reflexão mista ocorre quando ocorre uma combinação dos dois acima.

Formulários

O reflexo da luz tem diferentes aplicações. Assim, por exemplo, o fenômeno da reflexão total é usado no que é conhecido como prisma Porro, que é usado na fabricação de binóculos.

A reflexão total também é usada para a propagação da luz em cabos de fibra óptica. Assim, se você tem uma conexão de fibra ótica à Internet em casa, deve saber que parte da responsabilidade de aproveitá-la se deve ao reflexo total da luz.

Retrorreflecção

Retroreflection é uma aplicação de reflexão de luz, consistindo em refletir a luz de volta para a origem ou fonte, qualquer que seja seu ângulo de incidência. Para isso, são utilizadas superfícies reflexivas planas.

Uma aplicação específica de retrorreflecção é em sinais de trânsito. Isso permite que a luz dos faróis seja refletida diretamente na direção de origem. Assim, o sinal aparece aprimorado para que o motorista receba o aviso do perigo.

Experimentar

O fenômeno da reflexão da luz pode ser verificado com alguns experimentos caseiros simples, como o que propomos a seguir. Você pode fazer isso em casa sem nenhum risco e ver como a física está ao seu alcance.

Reflexão interna total do experimento de luz

Para realizar esta experiência você só precisa de um copo, água, leite e um apontador laser.

Primeiro, encha o copo com água e, em seguida, adicione algumas gotas de leite. Feito isso, o apontador laser é apontado para o vidro abaixo do nível da água. Desta forma, o feixe de luz do ponteiro passará pela água e será refletido na superfície da água com o ar.

Além disso, graças às gotas de leite dissolvidas na água, é possível seguir o caminho completo da onda de luz e observar perfeitamente tanto o raio incidente quanto o raio refletido. Em qualquer caso, o ideal é realizar o experimento em uma sala com pouca luz para melhor apreciar o padrão da onda refletida.

Causas

Como já explicamos anteriormente, esse fenômeno só ocorre quando a luz passa de um meio com um índice de refração mais alto para um com um índice mais baixo. Da mesma forma, para que isso aconteça, a luz deve afetar a separação dos meios com um ângulo maior que o chamado ângulo crítico.

conclusão

O reflexo da luz é um fenômeno natural que nos acompanha diariamente em nossas vidas. É assim, a tal ponto que percebemos as cores graças a ela. Há evidências de seu estudo já na Grécia clássica, embora só no século XVII com Snell as regras que a regem começassem a ser definidas.

Atualmente, suas aplicações são muitas e variadas. Alguns, certamente você não teria imaginado, e estão envolvidos em processos tão inesperados como a transmissão de informações por meio de cabos de fibra ótica.

Não só a física está em tudo quando nos rodeia, a luz também nos acompanha inseparavelmente na descoberta da realidade. Não em vão, é graças a ela que percebemos o mundo que nos rodeia.

Referências 

  1. Light (n.d.). Na Wikipedia. Obtido em 27 de fevereiro de 2019 em en.wikipedia.org.
  2. Burke, John Robert (1999).Física: a natureza das coisas. México DF: International Thomson Editores.
  3. Reflexão interna total (n.d.). Na Wikipedia. Obtido em 28 de fevereiro de 2019 em en.wikipedia.org.
  4. Light (n.d.). Na Wikipedia. Obtido em 1 de março de 2019 em en.wikipedia.org.
  5. Lekner, John (1987).Teoria da Reflexão, das Ondas Eletromagnéticas e de Partículas. Springer.