[Refração] Como um objeto transparente pode ser visível ao mesmo tempo?

Objetos transparentes são visíveis porque eles desviam a luz ao passarem por eles. Existem quatro formas básicas pelas quais a luz pode interagir ao atingir um objeto:

1. Reflexão especular: Pense em um espelho ou em uma colher de metal. A luz reflete na superfície do objeto como uma bola de bilhar, permitindo que a imagem original seja vista no objeto.
2. Reflexão difusa: Pense em madeira bruta, flores ou superfícies pintadas sem brilho. A luz é espalhada em várias direções, revelando a forma e a cor do objeto.
3. Absorção: Pense em um pedaço de carvão preto ou cinzas. A luz penetra no objeto, sendo absorvida e convertida em calor.
4. Transmissão/Refração: Pense em um copo com água. A luz atravessa o objeto, mas muda de direção ao entrar e sair dele.

Na prática, todos os materiais interagem com a luz de todas essas maneiras ao mesmo tempo. Por exemplo, considere o capô de um carro esportivo vermelho. Parte da luz é refletida especularmente (criando brilhos e reflexos de árvores na superfície). Outra parte é refletida de forma difusa (produzindo a cor vermelha que enxergamos). Também há absorção de luz (as cores laranja, amarelo, verde, azul e violeta são absorvidas; se não fossem, o carro pareceria branco em vez de vermelho). Além disso, um pouco da luz é transmitido e refratado (embora seja mínimo).

Para muitos materiais, uma dessas interações é dominante, a ponto de as outras serem quase irrelevantes. Por exemplo, a água absorve um pouco da luz vermelha (por isso o oceano é azul) e reflete parte da luz (por isso há reflexos do sol na superfície). Porém, como a transmissão/refratação predomina, consideramos a água um material transparente.

Agora vem a parte interessante: cada uma dessas interações altera a luz de alguma forma. Nosso cérebro detecta essas alterações e deduz a presença e a forma de um objeto com base nessas informações. Na verdade, nós nunca “vemos” um objeto diretamente. Vemos apenas a luz que foi alterada por ele. Por isso é tão difícil criar máquinas que enxerguem como humanos — é necessário um nível elevado de inteligência para deduzir a forma e a localização de um objeto com base no padrão de luz que ele altera.

Com objetos transparentes, nós os enxergamos porque percebemos como a luz se desvia (refrata) ao passar por eles. Olhe atentamente para um copo de vidro. O que você vê? Você vê apenas a imagem do que está atrás dele, mas distorcida. A refração desvia a luz ao atravessar o copo, alterando a imagem de fundo. O seu cérebro é capaz de deduzir a forma do copo simplesmente a partir dessa distorção.

Isso nos leva a uma ideia interessante: se a refração de um material transparente puder ser quase anulada, o objeto se torna virtualmente invisível. Uma forma de anular o efeito da refração é moldar o material em uma lâmina muito plana com superfícies paralelas. Quando a luz entra na lâmina, ela se desvia, mas ao sair do outro lado, volta ao seu caminho original. Como resultado, a imagem que emerge do outro lado não é distorcida e a lâmina parece invisível. Esse é o princípio por trás das janelas. Janelas são feitas de vidro transparente e moldadas para serem bem planas, de modo que você não perceba o vidro. Você vê a paisagem além da janela como se ela não existisse (elas não são completamente invisíveis porque refletem uma pequena quantidade de luz, perceptível em determinadas condições).