Introdução à física/A luz

A luz na forma como a conhecemos é uma gama de comprimentos de onda a que o olho humano é sensível. Trata-se de uma forma de energia que se propaga por ondas eletromagnéticas pulsantes ou em um sentido mais geral, qualquer radiação electromagnética que se situa entre as radiações infravermelhas e as radiações ultravioletas. As três grandezas físicas básicas da luz (e de toda a radiação electromagnética) são: brilho (ou amplitude), cor (ou frequência), e polarização (ou ângulo de vibração). Devido à dualidade onda-partícula, a luz exibe simultaneamente propriedades quer de ondas quer de partículas.

Luz através de um vitral.

Os corpos luminosos são corpos emitentes de luz própria, outros enviam a luz que recebem, estes são chamados corpos iluminados. Tomando como referência a propagação da luz, pode ser considerado: transparência, opacidade ou translucidez. Os meios transparentes permitem a propagação da luz, ao qual, possibilita ver os objetos com nitidez, os opacos não permitem a propagação da luz, nos translúcidos a propagação é parcial irregular.

Quando a luz incide em uma superfície de separação de dois meios quaisquer, incidem dois fenômenos:

  • Uma parte volta para o meio de onde veio (reflexão da luz);
  • Uma parte penetra o segundo meio (refração da luz);

A reflexão da luz incide na projeção do corpo luminoso ou iluminado sobre imagem, que é a representação óptica de um objeto (espelhos). As imagens formam-se devido à reflexão da luz no espelho, que podem formar-se pelos raios refletidos (imagens reais), e o prolongamento dos raios refletidos(imagens virtuais).

Tomando como critério a posição que assumem em relação ao objeto, as imagens podem ser direitas quando têm a mesma posição que o objeto, e invertidas quando têm posição contraria a do objeto. Quando a imagem e o objeto estão à mesma distancia, dizemos que a imagem é simétrica ao objeto, caso contrário é assimétrica. Nos espelhos planos, a imagens é virtual, direita, simétrica e do mesmo tamanho do objeto. Além dessas características, ela apresenta reversão na imagem. A reflexão regular da luz obedece duas leis básicas:

  • 1ª lei – O raio incidente, normal e o raio refletido estão no mesmo plano;
  • 2ª lei – O ângulo de reflexão é igual ao ângulo de incidência;

Os espelhos esféricos são aqueles em que a superfície refletora é parte de uma esfera. Como a superfície refletora pode ser a externa ou a interna, podemos considerar dois tipos de espelhos esféricos:

  • Côncavos – a superfície refletora é a interna;
  • Convexos – a superficie refletora é a externa;

A difusão da luz ocorre, quando um feixe de raios luminosos paralelos incide sobre uma superfície. Ele sofre reflexão e retorna irregularmente ao meio de origem, perdendo o paralelismo e espalhando-se em todas as direções.

No fenômeno da refração da luz, parte dos raios luminosos que incidem em dois meios diferentes penetrando em um segundo meio, os raios luminosos sofrem um desvio de sua direção inicial. Isso ocorre porque a luz se propaga com velocidade diferente em materiais diferentes.

As lentes são um sistema transparente e de faces paralelas. Se um feixe de raios paralelos atravessa o sistema, os raios incidentes serão paralelos aos raios que saem do sistema (raios emergentes). Os sistemas ópticos transparentes que possuem ao menos uma face curva são chamados lentes.

As lentes causam refração dos raios luminosos, aos quais penetram. Esses raios, saem das lentes de duas formas, podendo se aproximar ou e afastar uns dos outros. As lentes convergentes, fazem os raios luminosos emergentes convergir para o ponto, a fase no qual incidem os raios luminosos é convexa, de onde emergem os raios pode ser convexa, plana ou côncova. As lentes divergentes, afastam os raios emergentes. Na qual, incidem os raios luminosos é côncova, de onde emergem os raios pode ser côncova, plana ou convexa, resultando em três tipos de lentes convergentes.

A luz branca, é formada pelas diversas cores (policromática). Isolando uma das cores componentes do branco, obtém-se a luz de uma cor só (monocromática). A luz viaja em pequenas ondas eletromagnéticas de diferentes tamanhos, que correspodem a luz monocromatica que contém um comprimento de onda. Quando a luz branca incide em água, ela sofre refração ao penetrar. Como a luz branca, é formada pelas sete cores do arco-íris, isso ocorre por sofrerem refrexão, e se separarem incidindo na superfície por onde entraram os raios luminosos (Prisma Óptico).