Conteúdos a Lecionar:

Quando a luz incide na superfície de determinados materiais esta pode desviar-se para o mesmo meio de propagação, ocorre a reflexão; desviar-se de tal forma que passa a propagar-se num novo meio de propagação, ocorre a refração; atravessar um determinado meio, ocorre a transmissão; ou ser absorvida por outros, ocorre a absorção. Em geral, alguns destes fenómenos ocorrem em simultâneo.

A Luz: Reflexão, Refração e Transmissão de um Feixe de Luz Amarela

Como mais adiante se verá, na reflexão de um feixe de luz, o desvio não é aleatório, mas segundo uma determinada direção. Esta facto pode ser comprovado através da medição dos ângulos de reflexão com a ajuda de um disco de Hartl:

Estudo de um Feixe de Luz: Disco de Hartl

Feixe de Luz: Propriedades da Luz

A grande maioria das superfícies é irregular, isto é, apresenta rugosidades. Por isso, a luz que nelas incide reflecte-se em todas as direções. Ocorre o fenómeno da reflexão irregular da luz ou difusão da luz. Quando a superfície é polida e brilhante, a luz reflecte-se numa única direcção. Ocorre o fenómeno da reflexão regular da luz.

Reflexão da Luz: Refletor de Luz e Difusor de Luz

Quando a luz incide na superfície de um material transparente, como o vidro, é transmitida. Se toda a luz é transmitida, fala-se em transmissão pura da luz. Esta situação raramente acontece porque parte da luz emitida é em parte refletida e em parte absorvida.

A Luz: Na Transmissão ou na Absorção da Luz, parte é geralmente também Refletida

Um material que permite a reflexão regular da luz designa-se de refletor de luz. Um material que difunda a luz, diz-se um difusor de luz.

São exemplos de refletores de luz os Espelhos, os Metais Polidos e as Extensões de Água. A superfície tranquila da água de um lago pode ser um reflector de luz. Funciona como um espelho:

Refletor de Luz: Reflexão Regular da Luz num Lago

No entanto, se a superfície da água estiver agitada, não funciona como espelho plano. A imagem obtida não tem contornos bem definidos. Neste caso, ocorre o fenómeno da reflexão irregular da luz ou difusão da luz:

Difusor de Luz: Reflexão Difusa da Luz num Charco de Água

Os materiais opacos não se deixam atravessar pela luz. Em alguns deles, praticamente toda a luz que incide é absorvida. Dizem-se materiais não refletores. Como exemplo temos os materiais cuja superfície é negra.

Tipos de Espelhos:

Os espelhos podem ser planos ou curvos. São planos se a superfície de reflexão é plana, e curvos se a superfície de reflexão é curva, qualquer que seja a forma curva da superfície de reflexão.

Espelhos: Exemplos de Espelhos Curvos e Planos

No dia a dia, a utilização de espelhos planos e espelhos curvos está vulgarizada sendo que as finalidades da utilização de um espelho depende das características das suas imagens. Isto acontece porque espelhos planos e espelhos curvos refletem a luz de maneiras diferentes e por isso, as imagens obtidas têm características diferentes.

Espelhos: Exemplos de Espelhos Curvos e de Espelhos Planos

Os espelhos, quer sejam planos ou curvos, são muito importantes na nossa vida diária. São também inúmeras as suas aplicações no desenvolvimento de tecnologias, em particular na concepção de sistemas de vigilância e segurança:

Espelhos: Aplicações Diversas de Espelhos Planos e Espelhos Curvos

Os espelhos curvos podem assumir diversas formas. Algumas destas formas são regulares ou bem definidas, outros aprsesentam formas complexas. os espalhos curvos mais comuns têm forma cilíndrica, esféria ou parabólica:

Espelhos: Exemplos de Espelhos Cilíndrico, Esférico e Parabólico

Existem ainda espelhos curvos que foram construídos para fins culturais, artísticos ou de recreação. É o que aconteceu com o Cloud Gate Sculpture de Chicago, Estados Unidos da América:

Cloud Gate Sculpture de Chicago, Estados Unidos da América

A maioria dos espelhos curvos são hemi-esféricos ou hemi-parabólicos. Para estes espelhos, a diferença na curvatura é mínima. No entanto, essa diferença mínima tem implicações muito significativas nas imagens que estes espelhos podem formar:

Espelhos Curvos: Diferença mínima entre a Forma Esférica e a Forma Parabólica

São notáveis algumas das imagens que é possível obter a partir de um espelho curvo. Como exemplo, temos o espelho esférico do Hakone Open Air Museum no Japão:

Espelho Esférico: Hakone Open Air Museum - Japão

Outro exemplo é o espelho C-Curve da artista Anish Kapoor, exposto no Mehboob Studios Mumbai:

Espelho Curvo: C-Curve de Anish Kapoor

Da mesma artista, no Rockefeller Center em Nova Iorque - Estados Unidos da América, existe um imponente espelho de aço com um peso bruto superior a 23 toneladas. É o Sky Mirror:

Espelho Esférico: Sky Mirror no Rockefeller Center - Nova Iorque

Com a ajuda de esferas metálicas polidas e brilhantes é possível obter imagens de grande espetacularidade que evidenciam as caraterísticas dos espelhos curvos esféricos:

Espelho Esférico: Imagem obtida por uma Esfera de Metal Polido e Brilhante

O Espelho Plano:

Quando se coloca um objeto à frente de um espelho plano, observa-se uma imagem desse objeto. A imagem tem determinadas características, sendo que estas se verificam em todo e qualquer espelho plano. Destas características destaca-se: As imagens têm o mesmo tamanho do objeto; formam-se à mesma distância do espelho que o objeto; são direitas; são simétricas em relação ao plano do espelho; são virtuais (isto é, não se projectam num alvo) e são enantiomorfas (lateralmente assimétricas).

Espelho Plano: O Espelho Plano forma imagens com determinadas Características

A imagem de um objeto num espelho plano tem sempre o mesmo tamanho do objeto, isto é, as imagens nunca aparecem ampliadas ou reduzidas em relação ao tamanho do objeto que origina a imagem. Por outro lado a imagem é sempre direita, isto é, nunca aparece invertida em relação ao objeto. No espelho plano verifica-se a proporcionalidade na profundidade das imagens, isto é, a imagem forma-se à mesma distância do espelho do que o objeto:

Espelho Plano: O Espelho Plano forma imagens com determinadas Características

A percepção de que a imagem se forma à mesma distância do espelho que o objeto pode facilmente comprovar-se numa experiência simples que envolve um pequeno espelho plano, para o qual se procura localizar a imagem de um lápis. A localização da imagem situa-se "por detrás" do espelho, na direção objeto espelho e à mesma distância do espelho que o objeto:

Espelho Plano: A Imagem de um Objeto forma-se à mesma distância do Espelho que o Objeto

A reflexão num espelho plano aparenta inverter a direita da imagem com a sua esquerda. Na realidade, este efeito resulta da rotação de 180º da posição do observador em relação ao objecto e à sua imagem:

Espelho Plano: Inversão da Direita com a Esquerda

Assim, frente a um espelho, as imagens dos objetos apresentam assimetria lateral que resulta de uma rotação de 180º em relação ao objeto. Diz-se que as imagens de um espelho plano são enantiomorfas, isto é, lateralmente assimétricas:

Espelho Plano: Inversão da Direita com a Esquerda

Na imagem anterior, bem como na que se segue, evidencia-se, com a ajuda de espelhos planos, a inversão da imagem relativamente ao objeto. Foram utilizados como objetos, entre outros, palavras impressas em folhas de papel, rótulos, um livro e um relógio de parede: 

Espelho Plano: Inversão da Imagem em relação ao Objeto

Outro exemplo, é aquele que se verifica quando se coloca a mão direita à frente de um espelho plano. A imagem que se observa da palma da mão, refletida pelo espelho, é lateralmente assimétrica em relação à mão direita, mas simétrica em relação à mão esquerda:

Espelho Plano: As Imagens de um Espelho Plano são Lateralmente Assimétricas

Por este motivo, a palavra AMBULÂNCIA surge invertida no painel frontal dos veículos de emergência (ambulâncias), porque a sua reflexão nos espelhos retrovisores dos automóveis que possam seguir na frente, permitirá uma rápida identificação da viatura por parte destes automobilistas, facilitando as manobras de ultrepassagem em caso de marcha de urgência:

Espelho Retrovisor: A palavra AMBULÂNCIA surge Invertida no Painel Frontal das Ambulâncias

É também por este motivo que ciclistas, (com objetivos publicitários ou outros), por vezes, utilizam textos invertidos na impressão das suas camisolas:

Espelho Retrovisor: T-Shirt de Ciclistas com texto Invertido

Estas características são comuns a todos os espelhos planos. Destas características, sem prejuízo da importância das restantes, destacam-se: A imagem é direita, virtual e do mesmo tamanho que o objeto.

Na imagem que se segue evidenciam-se as caracteríticas das imagens num espelho plano. O objeto é uma jarra de porcelana com o bico orientado para a direita. O espelho está colocado no plano horizontal. O observador está acima desse plano:

Espelho Plano: Principais Características