A visão é um dos sentidos humanos mais importantes, pois, através dela recebemos muitos estímulos do mundo ao nosso redor. Enxergar só é possível através de um dos fenômenos mais importantes da física: a luz (onda eletromagnética)! Dessa forma, fenômenos físicos associados a visão acabam chamando mais atenção das pessoas e, por consequência, parecem mais recorrentes ao ser humano. Por exemplo, as pessoas são muito mais curiosas em sabem o que é (e como se formam) o arco-íris e a aurora boreal do que em saber o que é e como funciona a eletricidade.
Na natureza e, por consequência, no nosso processo de enxergar, os fenômenos ópticos são grandes estrelas. Vejamos quais são:
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Reflexão
A reflexão é um fenômeno que ocorre quando um feixe de luz incide sobre uma superfície e volta, no mesmo meio. Ela pode ser dividida em dois casos: regular e difusa. A reflexão regular ocorre quando o feixe de luz retorna ao meio com o mesmo ângulo que incidiu, ou seja, o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão. Normalmente ela ocorre em superfícies lisas ou polidas. Já a reflexão difusa ocorre em superfícies acidentadas ou rugosas (ásperas). Nesse caso, a luz incidente é refletida de maneira irregular. Veja a imagem abaixo:
A reflexão é o fenômeno responsável por enxergarmos. Quando um feixe de luz (ex. do sol) incide no objeto, a luz retorna no mesmo meio, e alcança nossos olhos. Essa imagem passa pela córnea, íris e pelo cristalino e, em seguida, a imagem é projetada na retina, invertida, e nosso cérebro converte isso. A cor de um objeto é determinada por reflexão difusa.
O fenômeno natural Pilar de Luz é um exemplo de reflexão, já que ele ocorre devido à reflexão da luz em pequenos cristais de gelo na atmosfera. Outros exemplos são: nossa imagem em um espelho e o reflexo da lua no mar.
Refração
A refração ocorre quando há mudança de velocidade do feixe luminoso ao passar de um meio para outro (meios transparentes). O aumento ou diminuição da velocidade depende do índice de refração (razão entre velocidade do meio e a velocidade da luz) do meio. O índice de refração é afetado pelas propriedades estruturais do material do qual o meio é feito. Veja um exemplo de refração abaixo:
Fonte: Refração: a esquerda (autora) e a direita (adaptada de MARQUES).
Vejamos alguns exemplos de índices de refração: água = 1,33, ar = 1,00, vidro = 1,50, gelo = 1,31, óleo = 1,46. Quanto maior o índice de refração, menor será a velocidade de propagação da luz no meio. Por exemplo, do ar para água estamos diminuindo a velocidade, mas do óleo para água estamos aumentando.
Na natureza o fenômeno de refração aparece constantemente nos fenômenos naturais, por exemplo: Miragem, Halo Solar (luz refratada em cristais de gelo atmosférico e a atmosfera), Arco- Íris (luz refratada dentro de gotas de chuva), Cinturão de Vênus (luz solar refratada), etc.
Absorção
A absorção ocorre quando um feixe de luz incide em uma superfície e não é nem refletido e nem refratado nela, ou seja, ele é absorvido pela superfície, sendo convertida em energia térmica. Veja um exemplo abaixo:
Esse fenômeno ocorre constantemente no nosso cotidiano, por exemplo, quando a luz branca incide uma roupa vermelha, ela reflete a luz vermelha (presente na luz branca), e absorve todas as outras cores de luz presentes na luz branca.
Outros fenômenos ópticos
Alguns outros fenômenos ópticos são menos comuns e algumas vezes precisam de ferramentas especiais para serem enxergados, por exemplo: Difração da luz (ocorre quando a onda encontra um obstáculo e o contorna ou desvia) e Interferência (duas os mais ondas se encontram).
Referências:
QUARTIERI, Renata. Revisão de Física - Óptica. Revisão de conteúdo para turmas do 3° Ano do Ensino Médio, 2014. Disponível em: <https://renataquartieri.com/wp-content/uploads/2015/09/REVIS%C3%83O-3%C2%BA-ANO-2014-%C3%93PTICA.pdf>. Acessado em: 05/01/2022.
MARQUES, Gil da Costa; MELLO, Luiz Adolfo. Óptica – Curso de Extensão. Material de curso de extensão na área de física da Universidade Federal de Sergipe (UFS). Disponível em: <https://ri.ufs.br/bitstream/riufs/11378/2/OpticaCursoExtensao.pdf>. Acessado em: 05/01/2022.