Reflexão, Refração e Miragens

Reflexão

O conceito de "reflexão" na física consiste no retorno da energia incidente em direção de onde ela veio, reproduzindo uma imagem.

Diagrama representando o fenômeno da reflexão

Leis da Reflexão

Se a superfície que reflete é muito lisa, a reflexão de luz que ocorre se chama reflexão especular ou regular. A reflexão é explicada por duas leis que, antes de declaradas, é importante definir alguns conceitos.

• A normal é a semi-reta perpendicular a superfície refletora.
• Ângulo de incidência é o ângulo formado entre o feixe de luz que incide sobre o objeto  e a normal.
• Ângulo de reflexão é o ângulo que a direção de um feixe de luz refletida faz com a normal.

As duas leis da reflexão são enunciadas da seguinte maneira:

• O raio incidente, a reta normal e o raio refletido são coplanares, ou seja estão no mesmo plano.

• O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.

Teoria

               O primeiro a formular uma explicação para a reflexão (especialmente a da luz) foi o engenheiro Heron de Alexandria(10 d.C - 80 d.C). Utilizou o princípio de Aristóteles de que a natureza nada faz de modo mais difícil, argumentando que a luz percorre o menor caminho entre dois pontos quaisquer. Mesmo que a luz seja desviada por um obstáculo no meio do processo, ela vai pelo menor caminho. A esse princípio se deu o nome de Princípio de Heron.

                Mais tarde Fermat enunciou um princípio parecido, mas dizendo que o tempo que era mínimo e não a distância percorrida. Este ficou conhecido como Princípio de Fermat.

                Novamente, foi formulado um outro princípio, desta vez do matemático francês Maupertuis, que fez o Princípio da Menor Ação, de onde surge a noção de ação, que depois ficou conhecido como Princípio da Ação Estacionária.

                Finalmente, o físico William Hamilton anunciou a forma moderna do Princípio Variacional.

Refração

            Refração é a mudança na direção de uma onda ao atravessar a divisão entre dois meios diferentes índices de refração. A refração muda a velocidade de propagação e o comprimento de onda, mantendo uma proporção direta. A constante de proporcionalidade é a frequência, que não é alterada no processo.