Fenômenos da Luz

Refração

De um modo simplificado, é a passagem da luz por meios com diferentes índices de refração. A refração modifica a velocidade da luz, mesmo que a direção permaneça a mesma (caso a luz incida perpendicularmente à superfície).

 

Em dias quentes, geralmente em estradas asfaltadas, é muito comum o caminho parecer estar molhado. Isso acontece porque o ar que está próximo ao solo se esquenta, se expandindo. Isso provoca uma queda em sua densidade, diminuindo seu índice de refração em relação ao ar que está mais longe do solo. Quando a luz incide nessa massa de ar menos densa, com um ângulo acima do limite, acontece a reflexão total, que dá a sensação de que a estrada está molhada.

Observamos que, quando um raio de luz incidente for oblíquo, a refração é acompanhada de desvio de direção, o que não acontece se a incidência do raio for perpendicular.
 

Deflexão
 

Deflexão do meio ou refração da luz são fenômenos de origens diferentes com resultados iguais que tanto podem ser explicados como demonstrados, quando um raio de luz atravessa dois meios diferentes ou quando mergulhamos um lápis n’água. Astronomicamente a ocorrência da deflexão da luz associada a gravitação pode ser assistida no mesmo teatro de transformações observáveis, dirigidos a refração que igualmente acontece a todos corpos celestes rentes à linha do horizonte que na verdade estão abaixo da linha do horizonte. Nesse sentido, alguns cientistas acreditam que um campo gravítico muito forte foi a causa da pequena diferença encontrada entre a posição estimada e a verdadeira de uma estrela que durante um eclipse do sol ao cruzar dois horizontes, lua, sol e três meios teve a atmosfera de seus feixes de luz arqueados em direção ao limbo do sol e da lua.

 

Segundo os cálculos do físico Albert Einstein nessa previsão, o ângulo da deflexão da luz seria de 1,7 segundos de arco e só seria mensurável com a ajuda do telescópio. Isso foi encontrado nas duas únicas observações desse tipo, no eclipse de 1919 acontecido em Sobral, Ceará; e na Ilha de Príncipe, África depois disso outras tentativas foram feitas com melhores equipamentos e acompanhamento aéreo sem nenhum sucesso.

 

Reflexão
 

Em física, o fenômeno da reflexão consiste na mudança da direção de propagação da energia (desde que o ângulo de incidência não seja 0º). Consiste no retorno da energia incidente em direção à região de onde ela é oriunda, após entrar em contato com uma superfície refletora.

A energia pode tanto estar manifestada na forma de ondas como transmitida através de partículas. Por isso, a reflexão é um fenômeno que pode se dar por um caráter eletromagnético ou mecânico. A reflexão difere da refração porque nesta segunda, ocorre alteração nas características do meio por onde passa a onda. 

A reflexão luminosa é a base da construção e utilização dos espelhos. Os espelhos, tanto planos, como os esféricos, tem larguíssima utilização e são a base dos telescópios refletores, que sofrem de menos restrições do que os telescópios refratores.

Polarização
 

Em física, polarização é uma propriedade de ondas eletromagnéticas. Ao contrário de ondas mais familiares como as ondas aquáticas ou sonoras, as ondas eletromagnéticas são tridimensionais e a polarização é uma medida da variação do vetor do campo elétrico dessas ondas com o decorrer do tempo.

Toda luz que reflete-se em uma superfície plana é ao menos parcialmente polarizada. Você pode pegar o filtro polarizador e segurá-lo em um ângulo de 90º graus em relação à reflexão, e essa será reduzida ou eliminada. Filtros polarizadores removem luz polarizada a 90º graus do filtro. É por isso que você pode pegar dois polarizadores e posicioná-los um a um ângulo de 90º graus do outro e nenhuma luz atravessará.

A luz pode ser espessa ou até institucionada com a tela polarizada e pode ser observada ao seu redor se você sabe o que ela é e o que procurar (as lentes de óculos de sol Polaroid funcionarão para demonstrar). Enquanto estiver olhando através do filtro, gire-o, e se houver presença de luz polarizada linear ou elíptica o grau de iluminação mudará. 

Polarização por espalhamento é observada quando a luz passa através da atmosfera. A luz dispersa freqüentemente produz brilho nos céus. Fotógrafos sabem que esta polarização parcial da luz dispersa produz um céu 'washed-out'. Um fenômeno fácil para primeira observação é olhar, ao pôr-do-sol, para o horizonte a um ângulo de 90º graus do pôr-do-sol. Outro efeito facilmente observado é a drástica redução de brilho de imagens do céu e nuvens refletidas em superfícies horizontais, que é a razão pela qual freqüentemente se usa lentes polaróide em óculos de sol. Também freqüentemente visível através de óculos-de-sol polarizantes são padrões em forma de arco-íris gerados por efeitos bi-refringentes dependentes da cor, como por exemplo em vidros enrijecidos (vidros de carros) ou objetos compostos por plástico transparente. 

Pincel de Haidinger

A função da polarização em monitores de cristal líquido (LCDs) é constantemente observada através de óculos de sol, o que causa uma redução no contraste ou até mesmo torna o conteúdo mostrado ilegível através dos mesmos.

De fato, o olho humano é pouco sensível à polarização, sem a necessidade da utilização de filtros.

Resumindo, a Luz Polarizada é, diferentemente da luz normal, uma radiação eletromagnética que se propaga, ao atravessar um meio em apenas um plano, sendo assim a luz polarizada não atende todas as direções. A luz comum se propaga em todos os planos possíveis. A Luz Polarizada é obtida através de aparelhos específicos (polarizador), ou fazendo luz comum atravessar um Prisma de Nicol.
 

Prisma de Nicol

Uma propriedade da luz polarizada é a de ser desviada para a direita ou para a esquerda ao se propagar através de certos compostos químicos por razão de Isomeria óptica das substâncias. Sua utilidade é comprovar e classificar (dextrogiro ou levogiro) a existência de isomeria óptica nos compostos.

 

Difração
 

É um fenômeno que ocorre com as ondas quando elas passam por um orifício ou contornam um objeto cuja dimensão é da mesma ordem de grandeza (ou seja, os seus valores são aproximados, tais como o 8 e o 10) que o seu comprimento de onda.

Como este desvio na trajetória da onda, causado pela difração, depende diretamente do comprimento de onda, este fenômeno é usado para dividir, em seus componentes, ondas vindas de fontes que produzem vários comprimentos de onda.

Para a luz visível, usa-se uma rede de difração, formada por uma superfície refletiva ou transparente em que se marcam vários sulcos, bem próximos uns dos outros (décimos ou centésimos de milímetro, pois o comprimento de onda da luz é da ordem de 5.10−7m - o metro dividido em 10 milhões de partes). Exemplos destas redes e suas propriedades: quando se olha um tecido de trama fina contra uma lâmpada distante, quando olhamos o reflexo num CD ou quando olhamos a Lua através de uma nuvem, vemos faixas ou halos coloridos, devido à difração da luz por pequenos obstáculos (a trama, os sulcos do CD ou as gotículas de água na nuvem).

A difração acontece facilmente nas ondas sonoras, pois são ondas com comprimento de onda grande (variam de 2 cm a 20m). Conseguimos ouvir alguém falar mesmo que não possamos ver a pessoa, pois as ondas sonoras contornam as superfícies.

Fonte: Wikipédia, Algosobre Vestibular (com adaptações).