O que é reflexão total?

A reflexão total é um fenômeno óptico que ocorre quando a luz incidente sobre uma superfície que separa dois meios, no sentido do maior para o menor índice de refração, é totalmente refletida, permanecendo no meio de origem. Esse fenômeno só ocorre se o ângulo de incidência for maior que o chamado ângulo limite.

Ângulo limite

O ângulo limite é o menor ângulo de incidência necessário para que o ângulo de refração de um raio de luz, na passagem de um meio com maior para outro com menor índice de refração, seja de 90º.

O índice de refração do meio 2 é maior que o índice de refração do meio 1. Assim, por meio da lei de Snell-Descartes, é possível determinar o ângulo limite L.

O valor do seno do ângulo limite é definido pela razão entre o menor e o maior índice de refração.

Reflexão total da luz

Caso o ângulo de incidência de um raio de luz seja superior ao ângulo limite, o raio de luz sofre reflexão total.

Observe que o ângulo de incidência do raio de luz verde na imagem acima é maior que o ângulo limite, por isso, o raio de luz foi totalmente refletido, permanecendo no meio 2.

Efeitos da reflexão total

→ Miragens

Em dias de calor intenso e muito ensolarados, é possível observar a aparente formação de poças d’água no asfalto quente. A imagem vista em pontos distantes no asfalto é uma miragem, resultante do fenômeno da reflexão total.

As várias camadas de ar existentes acima do asfalto possuem diferentes temperaturas. Quanto mais próximo do chão, maior é a temperatura do ar. A densidade das camadas de ar mais quentes é menor e, por isso, o índice de refração das massas de ar vai diminuindo à medida que se aproximam do solo. Portanto, a luz do Sol sofre inúmeras refrações ao se aproximar do chão. Assim, em determinados pontos, o ângulo de incidência dos raios solares torna-se maior que o ângulo limite, provocando a reflexão total da luz. Os raios que resultam da reflexão total atingem os olhos de um possível observador e dão a sensação da formação das poças d’água.

→ Fibras ópticas

As fibras ópticas são filamentos capazes de transportar luz e são utilizadas para diagnósticos de imagens e transmissão de dados.

As fibras ópticas são constituídas por materiais com diferentes índices de refração, o que garante a ocorrência do fenômeno da reflexão total e possibilita a transmissão dos raios de luz.

Por Joab Silas
Graduado em Física