Ao olharmos através de uma janela com vidro, durante o dia, vemos o exterior com clareza. À noite, com o interior iluminado, o que vemos na mesma janela é a imagem do interior refletida. Como se explica esse fato?

Passo 1

O enunciado descreve um vidro plano que separa dois ambientes (interior e exterior). Sabemos que em cada interface ar-vidro ocorre parcialmente reflexão e parcialmente refração da luz. Para explicar por que, de dia, vemos o exterior e, à noite, vemos o interior refletido, vamos usar a ideia de coeficiente de reflexão e comparar as intensidades relativas da luz nos dois lados.

Passo 2

Na teoria de óptica, o coeficiente de reflexão R em uma interface entre meios de índices n1 e n2 é dado por
R ;=;gl(n1 - n2n1 + n2gr)^2
No caso ar-vidro usamos narapprox1 e nvidroapprox1,5, o que dá aproximadamente Rapprox0,04. Ou seja, cerca de 4 % da luz incidente é refletida em cada superfície, e os restantes 96 % são transmitidos.

Passo 3

Durante o dia o exterior está muito mais iluminado que o interior, logo a quantidade de luz transmitida do exterior para o interior (por ambas as faces do vidro) é muito maior do que a luz refletida de volta pelo interior. Nosso olho capta principalmente essa luz externa transmitida e “vê” o que está lá fora.
À noite ocorre o inverso: o interior é muito mais iluminado que o exterior escuro, então mesmo os 4 % de reflexão interna produzem uma luz refletida suficientemente intensa para chegar aos nossos olhos, enquanto a luz fraca vinda de fora (transmitida através do vidro) é desprezível. Assim, enxergamos o reflexo do interior.

Resposta

O que muda é a relação de intensidade luminosa nos dois lados do vidro. Como o vidro reflete uma pequena fração da luz em cada interface, veremos aquilo que for mais brilhante de cada lado: de dia o exterior (mais iluminado) domina pela refração/transmissão, e de noite o interior (mais iluminado) domina pela reflexão.

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