1. REFLEXÃO LUMINOSA
A reflexão luminosa é o fenômeno onde a luz reflete em um obstáculo e retorna para o mesmo meio. Uma fonte de luz primária emite luz que retorna para os nossos olhos após refletir em um objeto.
A luz é um tipo de onda eletromagnética. No fenômeno da reflexão, a velocidade, o comprimento de onda e a frequência da onda não se altera.
No cotidiano, existem dois tipos de reflexão luminosa, que serão vistos a seguir.
Reflexão regular – a luz reflete em uma superfície plana e regular.
Na ilustração acima, os raios de luz (paralelos entre si) refletem em um espelho plano (superfície plana e regular) e retornam paralelos para o mesmo meio (ar).
A reflexão regular limita a quantidade de objetos vistos em um espelho plano.
Reflexão difusa – a luz reflete em uma superfície irregular. Feixes de raios paralelos refletem na superfície e retornam em todas as direções.
Na ilustração acima, os raios de luz (paralelos entre si) refletem em uma superfície irregular). Os raios refletidos se espalham em todas as direções. É graças a reflexão difusa, que enxergamos os objetos a nossa volta.
1.1 As leis da reflexão
Considere um feixe de luz incidindo em uma superfície regular como mostra a ilustração abaixo.
A normal (N) é uma linha imaginária perpendicular a superfície. O raio incidente e a normal formam um ângulo (i – ângulo de incidência). O raio refletido e a normal também formam um ângulo (r – raio de incidência).
As leis da reflexão estão resumidas a seguir:
- 1ª Lei – O raio incidente, o raio refletido e a normal pertencem ao mesmo plano.
- 2ª Lei – O ângulo de incidência e o ângulo de reflexão são iguais.
\(i = r\)
2. A DIFERENÇA ENTRE UMA IMAGEM VIRTUAL E REAL
Uma imagem virtual é aquela que aparece apenas no sistema óptico (espelhos ou lente) e não pode ser projetada em nenhuma superfície (parede, tela ou folha de papel).
Uma imagem real é aquela que não só aparece no sistema óptico, mas também pode ser projetada em alguma superfície, como ocorre com a imagem na tela do cinema.
3. ESPELHOS PLANOS
Os espelhos planos são superfícies planas e regulares que são usadas em diversas situações do cotidiano: experimentar uma roupa em uma loja, nos automóveis e observar o seu rosto quando está no banheiro.
3.1 As características dos espelhos planos
Observe a ilustração abaixo onde uma pessoa se encontra a uma distância (d) de um espelho plano.
Repare que o tamanho da imagem (i) formada por um objeto extenso de tamanho (o) são iguais. Além disso, a distância do espelho ao objeto (d) é igual à distância da imagem do objeto ao espelho (d’).
\(d´ = d\)
Observe a imagem da palavra FÍSICA refletida no espelho plano abaixo.
Em um espelho plano, objeto e imagens são figuras enantiomorfas, ou seja, apresentam formas contrárias (inversão da esquerda e da direita).
3.2 Campo visual de um espelho plano
O campo visual de um espelho plano é uma região do espaço onde os objetos ali posicionados são vistos, por reflexão, no espelho plano.
O campo visual é determinado seguindo os dois procedimentos a seguir.
- Traçamos o ponto-imagem (P’) do observador P (lembre-se que a distância da imagem do observador ao espelho é a mesma que a distância do observador ao espelho.
- Traçamos, a partir do ponto-imagem P’, duas retas passando pelas bordas do espelho.
A região entre essas duas retas situada a frente do espelho é denominada campo visual. Os objetos ali posicionados podem ser vistos (por reflexão) no espelho.
3.3 A translação de um espelho plano
Considere um espelho plano se desloca de uma distância x da sua posição inicial. A imagem de um objeto fixo se desloca D = 2x no mesmo sentido. Dessa forma, se um espelho plano se desloca com uma velocidade v, a imagem do objeto se desloca com velocidade 2v.
Em resumo:
\({\Delta s_{IMAGEM}} = {2 \Delta s_{ESPELHO}}
\({v_{IMAGEM}} = 2{v_{ESPELHO}}\)
\({a_{IMAGEM}} = 2{a_{ESPELHO}}\)
3.4 Rotação
A rotação é um movimento do espelho em torno de um eixo que faz a imagem rotacionar. Na ilustração abaixo, um espelho gira no sentido indicado.
O espelho gira de um ângulo α da posição 1 para a posição 2. A imagem também muda de posição, rotacionando de um ângulo Δ, que é duas vezes maior que o primeiro.
\( \Delta = 2\alpha \)
3.5 Imagens em dois espelhos planos conjugados
Considere dois espelhos planos conjugados que formam um ângulo α entre si. O número de imagens formadas (N) por esses dois espelhos é dado expressão abaixo:
\(N = \frac{360}{\alpha} – 1 \)
Na fotografia abaixo, é possível enxergar quatro imagens de uma bola refletidas em dois espelhos planos associados de um certo ângulo.
Utilizando a fórmula acima, é possível calcular o ângulo entre os espelhos.
\(4 = \frac{360}{\alpha} – 1\)
\(5 = \frac{360}{\alpha}\)
\(\alpha = 72 \)
4. CORES DOS OBJETOS
Observe a bandeira do Brasil do Brasil abaixo.
A bandeira é formada por um retângulo da cor verde, um losango da cor amarela, um círculo da cor azul da faixa central da cor branca com a expressão ORDEM E PROGRESSO na cor verde.
Porque enxergamos cada parte da bandeira nessas cores?
Isaac Newton propões que a luz branca é um somatório de todas as cores (vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta). A luz branca é lançada sobre a bandeira e a estrutura atômica de cada parte do tecido é capaz de refletir apenas a cor vista e absorver todas as outras cores.
Dessa forma, o tecido verde absorve todas as cores da luz branca, exceto a verde, que é refletida. O mesmo raciocínio para as partes amarela e azul da bandeira.
A faixa central é vista na cor branca pois reflete todas as cores da luz incidente.
4.1 Cor preta
Um objeto na cor preta absorve todas as cores e não reflete nenhuma. Por isso que, em um quarto escuro, todos os objetos são pretos, pois não há luz de nenhuma cor para refletir.