O que e refração e difração?

A reflexão e refração da luz são fenômenos ópticos relacionados com a propagação da luz.

A reflexão e a refração da luz são fenômenos ópticos relacionados com a forma como a luz se propaga. Quando a luz incide sobre uma superfície, ela pode ser refletida e refratada.

Observe a figura:

O raio de luz ao incidir sobre uma superfície tem uma parte refletida e outra refratada

Podemos observar na figura que a luz incide sobre uma superfície de separação entre dois meios com um ângulo de incidência i. Uma parte dela atravessa a superfície e passa de um meio para outro, ou seja, é refratada com um ângulo de refração r, e a outra parte retorna ao meio de origem.

Quando a superfície é polida, como no caso dos espelhos, a luz é totalmente refletida, ou seja, retorna ao meio de origem. A reflexão da luz pode ser classificada de duas formas:

• Reflexão regular: se os raios de luz incidirem sobre uma superfície totalmente polida e forem refletidos todos na mesma direção e paralelos entre si, conforme mostra a figura abaixo:

Os raios de luz incidem sobre uma superfície polida e são refletidos na mesma direção

• Reflexão difusa: ocorre quando os raios de luz incidem sobre uma superfície irregular e são refletidos em várias direções distintas, como mostra a figura:

Os raios de luz incidem sobre uma superfície irregular e refletem em direções distintas

Existem duas Leis para a reflexão da luz:

• O ângulo de incidência é sempre igual ao ângulo de reflexão, αi = αr;

• O raio incidente, o raio refletido e a reta normal à superfície de separação pertencem a um só plano.

  Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

  Veja na figura abaixo como estão:

De acordo com as Leis da reflexão, os raios incidente e refletido possuem o mesmo ângulo com a normal à superfície

A refração da luz consiste na mudança da velocidade da luz ao passar de um meio para o outro. É em virtude desse fenômeno que um objeto colocado dentro de um copo aparenta estar torto ou que uma piscina parece ser mais rasa do que realmente é.

Quando os raios de luz passam de um meio para o outro, ocorre mudança na direção e velocidade de propagação

A intensidade da refração dependerá da variação sofrida pela velocidade ao passar de um meio para outro. Para caracterizar os meios materiais, existe o índice de refração, representado pela letra “n”, sendo calculado da seguinte forma:

n = c
      v

Sendo que:

c – velocidade da luz no vácuo;

v – velocidade da luz no meio material;

n – índice de refração.

A lei básica da refração da luz, que também pode ser denominada lei de Snell, tem o seguinte enunciado:

Quando a luz passa de um meio, cujo índice de refração é n1, para outro meio, que tem índice de refração n2, temos:

n1 . Senθ1 = n2 . Sen θ2

Sendo que θ1 é o ângulo de incidência, e θ2, o ângulo de reflexão.

Aproveite para conferir as nossas videoaulas relacionadas ao assunto:

Agora estudaremos um dos tópicos mais importantes deste capítulo, os fenômenos ondulatórios. Mas o que exatamente é isso? São, basicamente,alterações que acontecem nos elementos de uma onda quando ela muda de meio, encontra um obstáculo em seu caminho ou atinge uma superfície. Mas, qual é o motivo de isso ser tão importante? A presença desses fenômenos em nosso cotidiano! Estamos conectados a diversos deles todos os dias de nossa vida e, justamente por isso, eles certamente vão aparecer em todas as provas que você fizer. Preparado? Muita atenção e vamos lá!

Este é um fenômeno em que a onda atinge uma superfície e muda sua direção. Entretanto, aqui não há mudança de meio nem de fonte, então a frequência e o comprimento de onda não se alteraram. Consequentemente, a velocidade de propagação também permanece constante. Podemos separá-lo em dois tópicos: a reflexão da luz e a
reflexão em cordas.

Reflexão da Luz

Sabe quando estamos de frente para o espelho? Conseguimos nos ver porque a luz é uma onda e sofre reflexão! O que enxergamos no espelho é justamente o reflexo dos raios de luz! Abordaremos melhor e detalharemos esse tópico na apostila de Óptica. O importante que você precisa saber agora é a aparência dessa reflexão. Imaginando que a superfície horizontal a seguir seja um espelho, temos a seguinte representação para a reflexão da luz:

Reflexão em Cordas com Extremidade Fixa

Quando uma oscilação em uma corda encontra uma extremidade fixa em uma superfície, a onda formada é refletida com inversão de fase. Se liga na imagem abaixo, ela representa exatamente isto!

Reflexão em Cordas com Extremidade Livre

Este é o oposto do caso anterior! Quando a oscilação em uma corda encontra uma extremidade livre, a onda é refletida sem inversão de fase.

Refração

Esse fenômeno ocorre quando a onda muda de meio de propagação. Sabemos que a frequência da onda depende exclusivamente da fonte, então ela não se altera. Mas, espera aí! Lembra do comprimento de onda? Quando você foi apresentado a ele, foi dito que ele se altera conforme o meio de propagação, certo? É isso aí! Você já deve estar imaginando o que acontece! Neste fenômeno, o comprimento de onda e a velocidade se alteram. Aqui também podemos separar em dois tópicos: a refração na superfície de um líquido e a refração em cordas de diferentes densidades.

Refração de Um Pulso em Uma Corda Mais Densa

Ocorre quando duas cordas estão conectadas entre si! Quando uma oscilação que se propaga pela corda menos densa atinge o limite entre as duas cordas, ocorre a refração! A oscilação tem dificuldade para movimentar a corda mais densa e, por isso, apenas uma parte da oscilação é transmitida para ela. Outra parte da onda é refletida com fase invertida de volta pela corda menos densa.

Refração de Um Pulso em Uma Corda Menos Densa

Mesma coisa do item anterior, ocorre quando duas cordas estão conectadas entre si! A diferença aqui é que a oscilação se propaga da corda mais densa para a menos densa! A corda menos densa oferece menos resistência à oscilação, assim, a onda continua se propagando com a mesma fase. Além disso, uma parte da oscilação é refletida com a mesma fase de volta para a corda mais densa.

Você precisa saber! Quando estamos analisando problemas com cordas de diferentes densidades unidas, as oscilações sempre vão se movimentar mais rápido nas cordas com menor densidade!

Ondas na Superfície de Um Líquido com Diferentes Profundidades

Tenho certeza de que você já presenciou isso enquanto estava na praia! Conforme as ondas se aproximam da costa e encontram profundidades menores, o atrito com o fundo remove energia das ondas. A onda freia, de forma que o seu comprimento reduz e a sua altura aumenta. Quando ficam altas demais, as ondas se quebram.

Difração

Esse fenômeno explica como podemos escutar o que outras pessoas falam mesmo estando atrás de uma porta ou de um muro. A difração é a propriedade que as ondas possuem de passarem por obstáculos ou fendas!

A figura clássica de difração cobrada nas provas está representada abaixo. O que você precisa saber é que, quanto menor a fenda e maior o comprimento de onda, maior a difração.

Para saber mais, veja também:

• Introdução à Ondulatória e Classificação das Ondas
• Elementos de Uma Onda Harmônica
• Velocidade de Propagação e Espectro Eletromagnético
• Fenômenos Ondulatórios: Polarização, Interferência, Batimento e Ressonância
• Acústica
• Efeito Doppler

O que significa difração explique?

O QUE É a difração da luz?

O que é refração exemplos?

O que é reflexão refração e difração da luz?