Muitas vezes é difícil associar algo que estudamos para o vestibular com o nosso dia a dia, não é mesmo? Contudo, isso é bem diferente quando o assunto é reflexão e refração. Afinal de contas, esses dois conceitos possuem diversas aplicações práticas, e explicam vários fatores importantes que acontecem diariamente.
Vale ressaltar que tanto a reflexão quanto a refração, por conta disso, são fenômenos ópticos muito estudados e pesquisados dentro da Física. Entretanto, o que será que cada um deles significa de fato? Além disso, como o Enem e os vestibulares cobram esses temas nas provas?
Ter essas respostas em mente é fundamental para compreender alguns pontos importantes e também para conseguir ficar craque no assunto, arrasando em sua próxima prova. A boa notícia nesse sentido é que ao longo deste conteúdo será possível aprender tudo sobre reflexão e refração, bem como resolver alguns exercícios a fim de testar o seu aprendizado.
Com base nessas informações, continue lendo este artigo até o final e fique com esses dois conceitos na ponta da língua. Tenha uma boa leitura!
Fenômenos ópticos: entendendo como eles ocorrem
Para começar, é importante deixar claro que a luz sempre se propaga em todas as direções, em linha reta e com grande velocidade. Sendo assim, no momento em que um feixe de luz incide em uma superfície qualquer, pode acontecer aquilo que chamamos de fenômenos ópticos.
Ao todo, existe uma série de fenômenos ópticos e tudo depende exclusivamente da superfície onde a luz incide. No entanto, com toda certeza a reflexão e a refração são os principais entre eles.
Para se ter uma ideia, dependendo do material, esses dois fenômenos podem acontecer de forma simultânea. Além disso, é possível observá-los em várias situações do nosso cotidiano.
Mas, então, o que é de fato a reflexão? E a refração? Como é possível definir esses dois conceitos? É isso mesmo que você aprenderá logo a seguir. Fique bastante atento para não ter nenhuma dúvida.
Reflexão: como o feixe de luz se comporta
Como o próprio nome já sugere, a reflexão é um fenômeno óptico que ocorre quando um feixe de luz incide sobre uma superfície, formando um ângulo (θi) com o eixo, e depois é refletido formando um ângulo (θr) com o eixo.
Com base nisso, pode-se dizer que quando um raio de luz se propaga em um meio, ele atinge uma superfície – como é o caso de um espelho ou uma parede, por exemplo – e depois volta ao meio onde estava se projetando, ocorre a reflexão da luz.
Em linhas gerais, a reflexão pode ser classificada em dois tipos diferentes: regular (ou especular) e difusa.
Reflexão regular (especular): a reflexão é classificada como regular quando raios de luz incidem sobre uma superfície totalmente lisa e são refletidos paralelos entre si e na mesma direção.
Reflexão difusa: a reflexão é classificada como difusa quando feixes de luz incidem sobre uma superfície irregular, rugosa ou não polida, e são refletidos em direções diferentes.
Sendo assim, ao contrário do que acontece na reflexão regular, na difusa a luz se propaga em várias direções e o feixe refletido não possui as mesmas características que o feixe incidente.
Leis da reflexão
Além das classificações, existem também duas leis da reflexão. Veja quais são elas:
- O ângulo de incidência é sempre igual ao ângulo de reflexão (θi = θr);
- Tanto o raio incidente quanto o refletido e a reta normal à superfície pertencem ao mesmo plano. Confira a imagem:
Cores
Você sabia que a cor de um objeto iluminado é definida através da cor da luz que reflete ele de maneira difusa? Sim, e é exatamente por isso que muitas questões sobre reflexão e cor costumam aparecer no Enem e em outros vestibulares.
Não conseguiu entender o que isso significa de fato? Então, pense no seguinte: se uma luz branca (que é constituída por todas as cores) incidir sobre um corpo e todas as luzes forem refletidas, ele será visto como branco. Por outro lado, caso nenhuma luz seja refletida, esse corpo será visto como preto.
Mas, então, e quando um objeto é visto como verde? O que isso quer dizer? Bom, isso quer dizer que ele reflete difusamente somente a luz verde no momento em que for iluminado por uma luz branca.
Vale ressaltar ainda que muitas vezes vemos objetos com cores diferentes daquelas que fazem parte do espectro visível, como é o caso do marrom, por exemplo. O que acontece é que esses objetos são capazes de refletir mais de uma cor ao mesmo tempo. Assim, nossos olhos percebem uma mistura das cores refletidas.
De maneira resumida, portanto, a reflexão difusa é uma das principais responsáveis pelos variados tons de cores de tudo aquilo que enxergamos.
Refração: entendendo o desvio na trajetória
A refração, por sua vez, acontece quando uma luz parte de um meio de propagação para outro e a sua velocidade acaba sendo alterada. Normalmente, a refração pode ser observada através de um desvio na trajetória da luz.
Quando se coloca metade de um lápis mergulhado em um copo com água, por exemplo, é possível notar que a luz sofre um desvio e, com isso, refrata-se. Veja a imagem a seguir:
Parece até que o lápis quebrou ao entrar na água, não é mesmo? No entanto, isso é apenas a comprovação do desvio da luz ao se refratar.
Inclusive, você sabia que até o arco-íris é criado também por conta da refração da luz? Para entender como isso acontece, é preciso ter em mente que a luz branca é composta por uma união de “luzes-cores” que sofrem diferentes refrações ao atravessarem um meio transparente.
No momento em que essa luz perpassa um prisma óptico, por exemplo, ela se decompõe nas diversas cores que a compõem, dando origem a um fenômeno conhecido como dispersão da luz.
No caso do arco-íris, é a própria luz do sol que atravessa as gotas de água da chuva e proporciona exatamente esse mesmo efeito. Afinal, no momento em que a luz solar atravessa as gotas de água, vários raios luminosos são refratados, sofrendo dispersão.
Então, o feixe de luz colorido gerado é refletido dentro da gota, atravessa ela e depois volta para o ar. Apesar de todas as águas refratarem e refletirem a luz da mesma maneira, somente algumas das cores resultantes desse processo são vistas pelos nossos olhos.
Índice de refração (n)
É válido destacar ainda que a intensidade de cada refração depende diretamente da variação sofrida pela velocidade ao passar de um meio a outro. Além disso, outra informação importante é que há um conceito conhecido como índice de refração (n) responsável por caracterizar os meios materiais.
Esse índice de refração pode ser calculado da seguinte maneira:
n = c / v
Nessa fórmula:
- c corresponde à velocidade da luz no vácuo;
- v corresponde à velocidade da luz no meio material.
Lei da refração ou Lei de Snell
Há também a lei básica da refração da luz, também chamada de Lei de Snell. De acordo com essa lei, no momento em que a luz passa de um meio, cujo índice de refração é simbolizado por n1, para outro com índice de refração n2, tem-se que:
n1 x Senθ1 = n2 x Sen θ2
Nessa fórmula:
- θ1 corresponde ao ângulo de incidência;
- θ2 corresponde ao ângulo de reflexão.
Exercícios resolvidos
Que tal colocar em prática tudo o que foi aprendido até agora sobre reflexão e refração? A seguir você encontrará alguns exercícios sobre os temas. Então, tente resolvê-los sem consultar a resposta e depois confira para saber se conseguiu ou não chegar ao resultado correto.
1) Analise as proposições a seguir sobre a reflexão da luz:
I – O fenômeno da reflexão ocorre quando a luz incide sobre uma superfície e retorna ao seu meio original;
II – Quando ocorre reflexão difusa, a imagem formada é bastante nítida;
III – Na reflexão regular, os raios de luz propagam-se de forma paralela uns aos outros;
IV – Quando a luz é refletida por uma superfície, o ângulo de reflexão é sempre igual ao ângulo de incidência da luz.
Estão corretas:
a) I, II e III apenas
b) I, III e IV apenas
c) I, II e IV apenas
d) II, III e IV apenas
e) todas afirmativas estão corretas
Resolução: Vamos analisar por parte cada uma das proposições da questão:
I – Correta.
II – Incorreta. Isso porque quando a reflexão é classificada como difusa significa que os feixes de luz voltam para o meio de origem em direções distintas. Sendo assim, a imagem formada é irregular.
III –Correta.
IV – Correta.
Alternativa correta: B
2) (Fatec-SP) Na figura adiante, um raio de luz monocromático se propaga pelo meio A, de índice de refração 2,0. (Dados: sen. 37° = 0,60 sen. 53° = 0,80)
Devemos concluir que o índice de refração do meio B é:
a) 0,5
b) 1,0
c) 1,2
d) 1,5
e) 2,0
Resolução: Como os ângulos de incidência e de refração são vistos em relação à reta Normal, é possível concluir que o ângulo de refração é de 53° e o de incidência é de 37°.
Então, segundo a lei de Snell temos que:
n1 x sen i = n2 x senr
2 x sen 37 = n2 x sen 53
2 x 0,6 = n2 x 0,8
n2 = 1,2 / 0,8
n2 = 1,5
Alternativa correta: D
3) (UN. MACKENZIE) A velocidade de propagação da luz em determinado líquido é 80% daquela verificada no vácuo. O índice de refração desse líquido é:
a) 1,50
b) 1,25
c) 1,00
d) 0,80
e) 0,20
Resolução: Para resolver esse exercício primeiramente é necessário utilizar a seguinte equação:
n = c / v
Então, substituindo as incógnitas tem-se que: n = c / 0,8c
Portanto, n = 1/ 8 = 1,25 (não se esqueça de que a incógnita “c” pode ser cancelada na divisão)
Alternativa correta: B
4) (UFRN) Ana Maria, modelo profissional, costuma fazer ensaios fotográficos e participar de desfiles de moda. Em trabalho recente, ela usou um vestido que apresentava cor vermelha quando iluminado pela luz do sol.
Ana Maria irá desfilar novamente usando o mesmo vestido. Sabendo que a passarela onde ela vai desfilar será iluminada agora com luz monocromática verde, podemos afirmar que o público perceberá seu vestido como sendo:
a) Verde, pois é a cor que incidiu sobre o vestido.
b) Preto, porque o vestido só reflete a cor vermelha.
c) De cor entre vermelha e verde devido à mistura das cores.
d) Vermelho, pois a cor do vestido independe da radiação incidente.
Resolução: Nesse caso em específico, o vestido é vermelho na luz solar porque ela reflete a luz vermelha. No entanto, na luz verde ele aparecerá como preto. Afinal, ao invés de refletir ele irá absorver essa luz.
Alternativa correta: B
Como deu para notar ao longo deste conteúdo, portanto, não é tão complicado entender os fenômenos ópticos da reflexão e da refração. O importante mesmo é ficar atento para não acabar confundindo esses dois conceitos e saber as principais informações a respeito de cada um deles no momento de fazer uma prova.
Entretanto, não se esqueça de que, por enquanto, você pode ler todo o conteúdo novamente quantas vezes forem necessárias, bem como fazer os exercícios de novo para testar ainda mais as suas habilidades em relação a esse tema.
