Reflexão e refraccão da luz

Exposição de experiências sobre a luz. Jaime Villate, FEUP, 2005

Reflexão e refraccão da luz

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Quando colocamos uma barreira com uma fenda em frente de uma fonte de luz, unicamente os raios de luz que passam pela fonte e pela fenda conseguem ultrapassar a barreira. É assim que se consegue produzir um feixe de luz fino.

Esse facto serve como argumento a favor da teoria corpuscular da luz, que admite que a luz é formada por pequenas partículas disparadas em linha recta desde a fonte.

Num espelho plano, um ráio de luz é reflectido de forma que o os ráios incidente e reflectido fazem o mesmo ângulo com a perpendicular à superfície. Esse é o comportamento esperado para um sistema de partículas disparadas contra uma superfície rígida.

Na refracção da luz, a luz passa de um meio para outro diferente. Nesse caso os ângulos que os ráios incidente e refractado fazem com a perpendicular à fronteira entre os meios já não são iguais. A relação entre esses ângulos depende dos meios. A teoria corpuscular da luz consegue explicar o fenómeno da refracção, admitindo que a velocidade da luz nos dois meios é diferente.

A teoria ondulatória da luz também consegue explicar a criação de um feixe de luz, embora o argumento não seja tão intiuitivo como no caso da teoria corpuscular. As ondas também verificam as leis da reflexão e da refracção.

No caso da refracção há uma diferença importante entre as previsões das duas teorias. Quando a luz passa do ar para a água, o ráio refractado aproxima-se da normal à superfície. Segundo a teoria corpuscular, isso implica uma velocidade da luz maior no vidro do que no ar. Na teoria ondulatória, esse facto implica uma velocidade da luz menor no vidro do que no ar.

Na época de Newton não era fácil medir com precisão a diferença da velocidade da luz no vidro e no ar, e o prestígio de Newton fez com que fosse dada maior credibilidade à teoria corpuscular de Newton do que à teoria ondulatória de Huygens (século XVII). Hoje em dia sabemos que a velocidade da luz no vidro é de facto menor do que no ar, como previsto pela teoria ondulatória.