Explique os fenômenos:
A) Reflexão da luz

Passo 1

O enunciado pede para explicar o fenômeno da reflexão da luz, que faz parte de Óptica Geométrica. Para isso vamos precisar dos conceitos de raio incidente, superfície refletora, normal à superfície e das leis da reflexão.

Passo 2

Reflexão da luz é o processo pelo qual um raio luminoso que chega a uma superfície retorna parcial ou totalmente ao meio de onde veio, sem atravessá-la. Quando a superfície é lisa em escala comparável ao comprimento de onda, ocorre reflexão especular (ou regular); se for rugosa, dá-se reflexão difusa.

Passo 3

Em reflexão especular, cada raio incidente forma com a normal uma mesma lei: o ângulo de incidência e o ângulo de reflexão são medidos em relação à normal (linha imaginária perpendicular à superfície no ponto de impacto). Denotando-se por \theta_i o ângulo entre o raio incidente e a normal, e por \theta_r o ângulo entre o raio refletido e a normal, vale
\theta_i = \theta_r.
Além disso, o raio incidente, a normal e o raio refletido permanecem no mesmo plano.

Passo 4

Esse par de declarações constitui as duas leis da reflexão:
  1. Raio incidente, normal e raio refletido são coplanares.
  2. \theta_i = \theta_r.
Graficamente, traça-se a normal no ponto de incidência, mede-se \theta_i e reflete-se o raio simetricamente.

Passo 5

Em superfícies planas (espelhos planos), a reflexão especular produz imagens virtuais, do mesmo tamanho do objeto, localizadas à mesma distância atrás do espelho e invertidas lateralmente. Já em superfícies curvas (espelhos esféricos côncavos ou convexos), a reflexão segue ainda as mesmas leis, mas gera imagens reais ou virtuais conforme a curvatura e a posição do objeto.

Resposta

Reflexão da luz é o retorno de um raio luminoso ao meio incidente segundo duas leis: (1) o raio incidente, a normal e o refletido são coplanares; (2) o ângulo de incidência \theta_i é igual ao ângulo de reflexão \theta_r. Em superfícies lisas ocorre reflexão especular, formando imagens definidas em espelhos planos ou curvas.

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