Imaginar a luz como um raio torna fácil de descrever, com grande precisão, três conhecidos fenômenos: reflexão, refração e dispersão. Vamos tirar um segundo para discutir cada um.Na reflexão, um raio de luz atinge uma superfície lisa, como um espelho,e salta. Um raio reflectido sai sempre da superfície de um material num ângulo igual ao ângulo em que o raio de entrada atinge a superfície. Em física, você vai ouvir isso chamado a lei da reflexão. Provavelmente já ouviu esta lei afirmar que ” o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.”
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claro que vivemos num mundo imperfeito e nem todas as superfícies são lisas. Quando a luz atinge uma superfície áspera, os raios de luz recebidos refletem em todos os tipos de ângulos porque a superfície é desigual. Esta dispersão ocorre em muitos dos objetos que encontramos todos os dias. A superfície do papel é um bom exemplo. Você pode ver o quão duro é se você olhar para ele sob um microscópio. Quando a luz atinge o papel, as ondas são refletidas em todas as direções. Isto é o que torna o papel tão incrivelmente útil — você pode ler as palavras em uma página impressa independentemente do ângulo em que seus olhos vêem a superfície.
“a Refração ocorre quando um raio de luz passa de um meio transparente (ar, digamos) para uma segunda transparente médio (água). Quando isso acontece, a luz muda de velocidade e o raio de luz se dobra, seja em direção ou longe do que chamamos de linha normal, uma linha reta imaginária que corre perpendicular à superfície do objeto. A quantidade de flexão, ou ângulo de refração, da onda de luz depende de quanto o material retarda a luz. Os diamantes não seriam tão brilhantes se não abrandassem muito mais a luz que, digamos, a água. Os diamantes têm um índice mais elevado de refração do que a água, o que quer dizer que essas cintilantes e dispendiosas armadilhas de luz desaceleram a luz em maior grau.
Lentes, como aquelas em um telescópio ou em um par de óculos, tiram vantagem da refração. Uma lente é um pedaço de vidro ou outra substância transparente com lados curvados para concentrar ou dispersar raios de luz. As lentes servem para refractar a luz em cada limite. Como um raio de luz entra no material transparente, ele é refratado. Como o mesmo raio sai, é refratado novamente. O efeito líquido da refração nestes dois limites é que o raio de luz mudou de direção. Aproveitamos este efeito para corrigir a visão de uma pessoa ou melhorá-la fazendo com que objetos distantes apareçam mais próximos ou pequenos objetos apareçam maiores.
infelizmente, uma teoria dos raios não pode explicar todos os comportamentos exibidos pela luz. Vamos precisar de mais algumas explicações, como a que vamos cobrir a seguir.