O que é reflexão da luz?

 Afinal, o que é reflexão da luz? A reflexão da luz é um fenômeno óptico em que há uma mudança na direção do raio de luz que incide sobre uma superfície refletiva. As superfícies refletivas têm essa capacidade de refletir o feixe de luz que nelas é incidido.

Além dessa reflexão regular, existem a reflexão difusa das superfícies irregulares e a reflexão de objetos curvos, como as meias esferas dos espelhos côncavos e convexos, que formam imagens levemente distorcidas e que podem ser aproveitadas em aplicações como a dos espelhos retrovisores dos carros.

Leia também: Quais são os fenômenos ópticos?

Resumo sobre reflexão da luz

• A reflexão da luz é uma mudança na direção da propagação de um feixe luminoso que incide sobre uma superfície refletiva, como um espelho.
• Tipos de reflexão: reflexão em espelhos planos, reflexão difusa e reflexão em espelhos esféricos (côncavo e convexo).
• A reflexão é quando a luz é refletida por um obstáculo, enquanto a refração é quando a luz muda sua direção ao passar por um meio com índice de refração diferente.
• Primeira lei de reflexão: o raio de luz incidente, o raio de luz refletido e a reta normal no ponto de incidência estão no mesmo plano.
• Segunda lei de reflexão: θi = θ_r.
• Reflexão da luz no dia a dia: retrovisor do carro, inversão das letras da ambulância, espelho do ônibus, colher, e a Lua.

Como ocorre a reflexão da luz?

Reflexão da luz é um fenômeno óptico que ocorre quando um raio de luz incide na superfície de separação de dois meios e retorna ao meio de origem. As fontes de luz que refletem a luz de outros corpos são chamadas de fontes secundárias. O espelho é uma fonte secundária ideal, pois reflete praticamente toda a luz que nele é emitida.

Tipos de reflexão da luz

→ Reflexão em espelhos planos

Os espelhos planos são superfícies lisas que constituem os chamados sistemas ópticos refletores, associando uma imagem a um objeto, com uma regularidade na direção da luz refletida (os feixes são refletidos na mesma direção). Uma pessoa, utilizando um espelho plano, vê a sua imagem e a de outros objetos colocados dentro do campo visual por meio das propriedades de simetria e reversão. Assim, o observador tem a impressão de que a sua mão esquerda virou a mão direita e vice e versa.

A associação de espelhos planos nos permite obter várias imagens de um mesmo objeto. Dependendo do ângulo de abertura α entre os espelhos, o número de imagens n formado é dado pela relação:

\(n = \frac{360^\circ}{\alpha} - 1 \)

→ Reflexão difusa

Reflexão difusa é o tipo de reflexão em superfícies rugosas (com irregularidades). Nelas, a reflexão de cada feixe luminoso tem sua própria e distinta direção; consequentemente, a luz se reflete em todas as direções. É por causa da reflexão difusa que conseguimos ver objetos iluminados. Se imaginarmos uma sala escura, com apenas um foco de luz sobre o objeto, ele será visível de qualquer canto da sala, devido à difusão da luz.

→ Reflexão em espelhos esféricos

O espelho esférico é construído por meio do espelhamento (ato de transformar um objeto em espelho) de uma calota esférica. Quando o espelhamento é feito na superfície interna da calota, o espelho esférico se denomina côncavo (espelho convergente); quando é feito na superfície externa, o espelho é convexo (espelho divergente).

Reflexão e refração da luz

Enquanto a reflexão é o fenômeno que ocorre quando o feixe luminoso é refletido por um obstáculo, a refração é o fenômeno que ocorre quando o feixe luminoso muda sua direção ao passar por um meio com índice de refração diferente do meio inicial, como ocorre ao passar do ar para a água.

Acesse também: Refração — mais detalhes sobre esse fenômeno óptico

Leis de reflexão da luz

A reflexão luminosa de um raio de luz obedece a duas leis:

• Primeira de reflexão da luz: o raio de luz incidente, o raio de luz refletido e a reta normal no ponto de incidência estão no mesmo plano.
• Segunda lei de reflexão da luz: a medida do ângulo de incidência (θ_i) é igual à medida do ângulo de reflexão (θ_r):

θ_i = θ_r

Reflexão da luz no dia a dia

• Retrovisor do carro: todos os veículos são obrigados por lei a terem espelhos retrovisores com uma leve curvatura para fora (espelho convexo), que amplia o campo de visão do motorista para que ele consiga ver a movimentação que acontece atrás do veículo, sem que precise olhar para trás.

• Inversão das letras da ambulância: devido à propriedade de reversão das imagens, as letras da palavra AMBULÂNCIA na região frontal das ambulâncias são revertidas para que os motoristas dos outros veículos consigam lê-la nos seus espelhos retrovisores.

• Espelho do ônibus: na cabine do motorista de ônibus existe um espelho convexo para que o motorista consiga ter uma visão completa da região interna do ônibus, sem precisar olhar para trás. Um simples espelho plano não seria capaz de conseguir refletir para os olhos do motorista todo o espaço interno do ônibus.

• Colher: a parte externa de uma colher de metal bem polida funciona como um espelho côncavo, enquanto sua parte interna funciona como um espelho convexo.

• Lua: a Lua, nosso satélite natural, não tem luz própria. Nós só conseguimos vê-la porque ela reflete a luz do Sol. Além disso, nós só conseguimos enxergar de forma sutil a parte mais escura da Lua crescente ou minguante, pois a Terra reflete a luz do Sol, que, por sua vez, é refletida na Lua e volta para a Terra novamente, ou seja, é uma luz que foi duplamente refletida.

Confira também: Qual é a cor da luz?

Exercícios resolvidos sobre reflexão da luz

Questão 1

(FCC) Uma pessoa coloca um espelho plano diante de uma placa onde está escrita a palavra FACULDADE. Como a pessoa vê a imagem dessa palavra conjugada no espelho?

Resolução:

Como o espelho é plano, a pessoa verá a palavra FACULDADE com as letras revertidas no sentido horizontal.

Questão 2

(UFRRJ) Um objeto fica diante de dois espelhos planos que formam, entre si, um ângulo θ. Um observador verifica que se formam quatro imagens. Qual é o ângulo θ entre os espelhos?

Resolução:

Usando a fórmula de associação de espelhos planos:

\(n = \frac{360^\circ}{\alpha} - 1\)

\(4 = \frac{360^\circ}{\alpha} - 1 \)

\(\frac{360^\circ}{\alpha} = 5 \)

\(\alpha = \frac{360}{5} \)

\(α=72°\)

Crédito de imagem

^[1] Sergey Watgers / Shutterstock

Fontes

CARRON, Wilson; GUIMARÃES, Osvaldo. As faces da física (vol. único). 1. ed. Moderna, 1997.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Óptica e Física Moderna (vol. 4). 9 ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2012.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Óptica, Relatividade e Física Quântica (vol. 4). 2 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2014.