Quando o meio através do qual a luz se propaga muda pode acontecer três fenômenos. A luz volta para o meio original: Temos a reflexão. A luz pode também atravessar o novo meio: Temos a refração. A luz pode também ser absorvida pelo novo meio.
Antes de estudar esses fenômenos com mais detalhes devemos definir algumas grandezas, isto é, devemos deixar claro o que entendemos por ângulo de reflexão, de refração e ângulo de incidência. Veja as definições aqui.
Quando a luz é refratada ela muda de direção e muda também a sua velocidade. Clique aqui e observe com cuidado esse fenômeno. Cada linha reta apresentada na animação é perpendicular ao raio luminoso. Observe como cada uma delas altera a direção, e também a velocidade, ao mudar de meio de propagação. Note que elas retomam a antiga direção e velocidade ao retornar ao meio original.
Existe um situação especial onde essas mudanças não acontecem. Ocorre quando os raios luminosos incidem perpendicularmente à superfície de separação dos dois meios, isto é, quando a luz é refratada com ângulo de incidência nulo. Nesse caso a luz não muda de direção, muda apenas a sua velocidade.
Quando a luz é refratada de um meio de índice de refração maior para um meio de índice de refração menor pode ocorre um fenômeno chamado " reflexão interna total". Quando isso acontece a luz não é mais refratada. Ela é refletida. Para isso acontecer é necessário que o ângulo de incidência tenha valores bem específicos. O fenômeno da Reflexão interna total é usado nas fibras óticas para manter o feixe de luz dentro da fibra. Veja aqui um experimento usando um feixe de luz laser e um fio de água. Em seguida faça um exercício sobre o assunto clicando aqui.
A mudança de direção de propagação da luz refratada está relacionada com os ângulos de incidência e de refração e também com os índices de refração dos dois meios. Esse processo é governado pela Lei de Snell.
Faça aqui um exercício sobre um raio de luz refratado usando a lei de Snell.
Vamos fazer alguns exercícios sobre refração. Veja como aqui.
O meio onde a lente está inserida muda o tipo da lente. Veja aqui os detalhes do conceito e aqui um exemplo.
O meio onde a lente está inserida muda o tipo da lente. Veja aqui os detalhes do conceito e aqui um exemplo.
Lentes Convergentes e Lentes Divergentes
A refração é usada em dispositivos chamados Lentes para concentrar ou espalhar os raios luminosos formando imagens dos objetos. Vamos estudar as lentes mais simples, isto é, as lentes delgadas. São dois os tipos básicos: As lentes convergentes e divergentes.
As lentes convergentes. Veja as características aqui. E as lentes divergentes. Estude os detalhes aqui.
Veja aqui quais as características da imagem formada por uma lente convergente quando o objeto é colocado em cinco posições diferentes.
Os primeiros estudos sobre o comportamento do feixe luminoso ao se refratar por uma lente foi feito por Newton ao estudar a dispersão da luz por um prisma. Veja os detalhes aqui. Este estudo deu origem ao tratado de Newton sobre as cores. Veja o artigo de Newton aqui.
Imagem: geocities.ws