A reflexão e a refração da luz são fenômenos ópticos que acontecem quando a luz incide sobre uma superfície de separação entre dois meios. Continue lendo para conhecer melhor os dois processos, como eles acontecem e as suas fórmulas. 

Reflexão e refração da luz: fenômenos ópticos

O que é reflexão da luz?

A reflexão da luz é um fenômeno óptico que acontece quando o raio de luz incide numa superfície refletora. Nessa situação, a direção do raio incidente muda. Podemos citar como exemplos de superfícies refletoras o espelho e um lago de águas calmas. Em ambos podemos ver nosso reflexo. 

Leis da reflexão da luz

Há duas leis que regem o funcionamento desse fenômeno, confira. 

Primeira lei da reflexão

De acordo com essa lei, são coplanares (estão localizadas no mesmo plano):

• O raio incidente;
• O raio refletido;
• A reta normal ao espelho no ponto em que a reflexão do raio de luz ocorre. 

Segunda lei da reflexão

Por sua vez, a segunda lei nos diz que o ângulo de incidência (θi) e o ângulo de reflexão (θr) apresentam o mesmo valor. Dessa forma: θi = θr. 

Tipos de reflexão

Há basicamente dois tipos principais de reflexão da luz, que são classificados conforme a superfície refletora são eles: 

• Reflexão regular (ou especular); 
• Reflexão irregular (ou difusa).

Reflexão regular (ou especular)

Tipo de reflexão da luz que acontece quando o raio é refletido por uma superfície bastante lisa e polida. Assim, reflete-se somente em uma direção, possui apenas um ângulo.

Um exemplo desse tipo de reflexão é quando vemos nossa imagem refletida em um espelho. 

Reflexão irregular (ou difusa)

Nesse tipo de reflexão da luz, o raio é refletido por uma superfície rugosa. Assim reflete-se em várias direções e possui vários ângulos.

Podemos citar como exemplo, uma lousa, que se tiver uma boa capacidade reflexiva irá gerar uma reflexão difusa. 

Reflexão da luz em diferentes tipos de espelhos

O espelho é uma das principais superfícies refletoras que nos vem à mente quando o assunto é reflexão. A seguir, apresentaremos alguns tipos de espelho. 

Espelhos planos 

• Possui superfície bastante lisa e polida;
• A imagem formada, por ser uma superfície plana, terá as mesmas dimensões do objeto;
• A imagem, contudo, terá a inversão da esquerda com a direita;
• A distância do objeto até a sua imagem apresentará o dobro da distância do objeto ao espelho;
• Podemos usar a seguinte fórmula: 

dtotal = 2 . dobjeto

Sendo:

• dtotal – distância entre o objeto e a sua imagem;
• dobjeto – distância entre o objeto e o espelho. 

Espelhos esféricos

• Esfera com uma superfície bastante lisa e polida;
• Ocorre a reflexão do raio de luz;
• O espelho esférico pode apresentar aumento ou redução da imagem, ou ainda uma inversão dependendo do tipo de espelho e distância do objeto. 

Há dois tipos de espelhos esféricos: 

• Espelho côncavo – a superfície refletora nesse espelho é dado pela parte interna da esfera. 
• Espelho convexo – a superfície refletora é dada pela parte externa da esfera, nesse caso. 

Confira a fórmula que podemos usar para determinar a distância entre o objeto e a imagem em espelhos esféricos. 

1F = 1P = 1P’

Sendo:

• F – foco do espelho; 
• P – posição do objeto;
• P′ – posição da imagem. 

Reflexão total da luz

Dois fenômenos ópticos podem acontecer quando o raio de luz incide em uma superfície: refração e reflexão da luz. A refração da luz se dá quando ocorre a troca de meios com índices de refração distintos. 

Há um ângulo de incidência do raio de luz de um meio para o outro em que a luz chegará no limite de acontecer refração. Nesse caso, acontece a reflexão total da luz. Esse ângulo é chamado de limite (θL). 

Curiosidade

O fenômeno da reflexão total é o que nos dá a impressão de que o asfalto a nossa frente está molhado nos dias quentes. O raio de luz atravessa camadas de ar com temperaturas distintas, com índices de refração diferentes. 

Fórmula da reflexão total da luz

O ângulo limite pode ser calculado usando a fórmula de Snell, confira abaixo: 

n1 . senθi = n2 . senθr

Sendo:

• n1 – índice de refração do meio 1;
• n2 – índice de refração do meio 2;
• θi – ângulo de incidência;
• θr – ângulo de reflexão;

Uma vez que o ângulo de incidência é o nosso ângulo limite e o ângulo de reflexão é de 90°, podemos usar a seguinte fórmula simplificada: 

sem(θL) = n1n2

Reflexão da luz e as cores

Ao ver um objeto branco, você está recebendo todo o espectro de luz em seus olhos. Quando enxergamos um objeto preto significa que nenhum raio de luz visível chega aos nossos olhos. 

O objeto terá uma cor conforme a cor que ele reflete. Se um objeto é vermelho, absorverá todas as cores e refletirá somente o vermelho. Então, um objeto branco reflete todos os raios de luz visível. Já um objeto preto absorve todos os raios de luz visível. 

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