A reflexão é quando a luz volta a se reproduzir no meio de origem depois que refletiu sobre um objeto ou superfície, ou seja, é a modificação da direção de propagação da energia.
É possível estruturar a reflexão de um raio de luz ao alcançar uma área polida. Os espelhos exibem uma reflexão espetacular e durante esse evento o ângulo em que a onda ocorre sobre o campo é igual ao ângulo a que é refletida.
A energia tanto pode se manifestar em forma de ondas, como também transmitir por meio de partículas. Por este motivo, a reflexão é um evento que pode se dar por um caráter de eletromagnetismo ou mecânico.
Quando os raios alcançam a superfície, chamamos de raios incidentes. Já aqueles que retornam ao meio de propagação são chamados de raios refletidos.
- Ângulo de incidência – Constitui entre o raio incidente e a reta normal, é representado pela letra i.
- Ângulo de reflexão – É formado entre o raio refletido e a reta normal, é representado pela letra r.
Tipos de reflexão
- Reflexão – É o evento que consiste no fato de a luz voltar a se reproduzir no meio de origem, logo após refletir sobre uma superfície de separação entre dois meios.
- Refração – É o evento que consiste no fato de a luz passar de um meio para outro diferente.
A frequência e a velocidade de propagação são conservadas durante a reflexão, já quando ocorre a refração, só a frequência é mantida constante.
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.
Leis da reflexão
Quando ocorre a reflexão, os fenômenos regular, difusa e seletiva, seguem duas leis fundamentais:
- 1ª lei da reflexão: o raio de luz refletido e o raio de luz incidente, com também a reta normal até a superfície, são coplanares, ou seja, pertencem ao mesmo plano.
- 2ª lei da reflexão: o ângulo de reflexão (r) é sempre igual ao ângulo de incidência (i), i = r.
Espelhos planos
O espelho é plano quando a sua superfície de reflexão é totalmente plana. São diversas as utilidades que possuem os espelhos planos, tanto a utilidade doméstica, até mesmo como elemento de refinados instrumentos ópticos.
Simetria entre pontos como objeto e imagem, onde a maior parte da reflexão é regular, é considerada como a principal propriedade de um espelho plano.
Ao imaginarmos que existe um objeto que parece estar por traz de um espelho, isso acontece por conta do prolongamento do raio que reflete e passa por um ponto imagem virtual, ou seja, por detrás do espelho.
No caso de espelhos que são planos, o objeto e a imagem possuem naturezas contrárias, quando um é real o outro é virtual e vice-versa. Para conseguir uma imagem de um objeto pontual na forma geométrica, é só traçar por ele através do espelho, uma linha reta e ir marcando simetricamente o ponto imagem.
Quando o espelho é transladado paralelo a ele mesmo, a imagem de um objeto fixo sofre translação no mesmo sentido do espelho, só que seu comprimento é semelhante ao dobro do comprimento de sua translação. Se o observado também se move, a velocidade considerada é a relativa entre os dois, ao contrário da velocidade de translação do espelho.
Dois espelhos planos podem se associar, suas superfícies refletem e se confrontam entre si e formam um ângulo.
Espelhos esféricos
Qualquer calota esférica, sendo polida e possuindo alto poder de reflexão, é chamado de espelho esférico. Se a superfície que reflete for a interna, o espelho é conhecido como côncavo, mas no caso da face refletida for a externa, o espelho é conhecido como convexo. Os espelhos esféricos também obedecem as duas leis reflexivas, os ângulos de incidência e reflexão são iguais.
O sistema de óptica conjuga a um ponto objeto e esse ponto como imagem é dito estigmático. Espelhos esféricos geralmente não são estigmáticos, nem aplanéticos ou ortoscópicos como os espelhos planos são. Mas eles são estigmáticos só para os raios incidentes perto de seu vértice, com uma inclinação pequena em relação ao eixo principal.
Um objeto, tanto pode ser real quanto virtual. O objeto é virtual, quando está atrás do espelho, em se tratando de espelhos esféricos a imagem pode ser igual, maior ou menor ao tamanho original do objeto. A imagem ainda pode aparecer invertida em relação ao objeto. Quando não há inversão, afirmamos que ela é direita.
Refração da luz
Trata-se do fenômeno onde ela é transmitida de um meio para outro diferente. Por causa dessa mudança, não altera dos meios a frequência de onda luminosa. Com alteração da velocidade de propagação acontece um desvio da direção original.
Duas leis regem os elementos de uma refração:
- 1ª Lei da refração: essa lei diz que o raio incidente (raio 1), o raio refratado (raio 2) e a reta normal ao ponto de incidência (reta tracejada) estão contidos no mesmo plano.
- 2ª Lei de refração – Lei de Snell: é utilizada para calcular o desvio dos raios de luz quando mudarem de meio.