Propagação, Reflexão e Refração da Luz

Propagação da Luz

A luz, parte do espectro eletromagnético visível ao olho humano, propaga-se como uma onda transversal com comprimento de onda entre 380 nm e 760 nm. Ela se propaga no vácuo e em meios transparentes, como uma onda, apresentando as seguintes características:

• Propagação em linha reta em meios uniformes.
• Reflexão no limite entre dois meios diferentes.
• Refração ao passar de um meio para outro com velocidades diferentes.
• Difração, interferência e polarização (estudadas em contextos mais avançados).

Para representar a propagação da luz, utilizamos raios de luz, que indicam a direção da energia luminosa. Em óptica geométrica, utilizamos o raio de luz e o índice de refração (n) para caracterizar o meio. O índice de refração é definido como a razão entre a velocidade da luz no vácuo (c = 300.000 km/s) e sua velocidade no meio (v): n = c/v. No vácuo, n = 1, e em qualquer outro meio, n > 1.

Reflexão da Luz

A reflexão ocorre quando a luz encontra uma superfície e retorna ao meio de origem. A luz refletida se propaga no mesmo meio, geralmente com direção diferente da incidente.

Ao observar um espelho, vemos nossa imagem especular. A normal (N) é a reta perpendicular ao plano do espelho no ponto de incidência (A). O ângulo de incidência (i) é formado pelo raio incidente e a normal, e o ângulo de reflexão (r) é formado pelo raio refletido e a normal. Os ângulos de incidência e reflexão são iguais (i = r).

Leis da Reflexão

• Os ângulos de incidência e reflexão são iguais.
• O raio incidente, o raio refletido e a normal estão no mesmo plano.

Essas leis se aplicam a superfícies polidas. Em superfícies ásperas, a luz é refletida em diversas direções, caracterizando a reflexão difusa, que nos permite enxergar objetos que não emitem luz própria, percebendo sua cor e textura.