Óptica: parede molhada é mais escura

19 de julho, 2024 às 11:55 | Postado em Óptica, Óptica geométrica, Radiação

Por que uma parede molhada é mais escura?

Quando coisas que podem absorver água como uma parede porosa, ou areia, ou em um pedaço de madeira, ou um piso de cimento, ou pedaço de papel ou de tecido, são molhados, tornam-se  mais escuros do que quando secos.

Vemos todas essas coisas pois elas refletem parte da luz que as ilumina. Dependendo da luz refletida percebemos os objetos com cor e mais claros ou escuros.

A reflexão da luz ocorre na superfície onde dois materiais com diferentes índices de refração se tocam (interface dos dois meios). Materiais sólidos costumam ter índice de refração maior do que o da água e certamente maior do que o do ar.

A refletância da superfície de interface de dois meios (definida com a proporção da intensidade luminosa refletida pela intensidade luminosa incidente na interface) é maior quando a diferença entre os índices de refração é maior. Se a luz é refletida na superfície de um sólido (como a parede) e o ar, a refletância é maior do que se fosse água e ar pois o índice de refração do sólido é maior do que o da água.

Quando se molha a parede (ou a areia, ou o tecido, …) a reflexão acontece primeiramente na camada de água que fica sobre o sólido, determinando assim uma refletância menor do que para o sólido seco pois a água tem índice de refração menor do que o do sólido. Percebe-se então uma parede mais escura quando molhada do que seca. Dizendo em outras palavras, como a água reflete menos luz do que o sólido, o sólido molhado se apresentará mais escuro (menos luz refletida ocorre) do que quando está seco.

Na figura 1 dois objetos idênticos de vidro foram usados, sendo que o objeto A se encontra em contato com o ar e o objeto B imerso em água. Uma camada de água com cerca de 2mm cobre o objeto B e ambos estão sendo igualmente iluminados. A primeira reflexão da luz em A ocorre diretamente no vidro enquanto que em B acontece na superfície da água e posteriormente se reflete no vidro.

O que se observa na figura 1 é o resultado de uma sucessão de reflexões e refrações da luz em diversas interfaces de dois meios pois cada vez que a luz encontra uma interface parte é refletida e parte é refratada ou transmitida. Uma análise detalhada e quantitativa de uma situação semelhante a da figura 1 se encontra em Por que algumas coisas quando molhadas ficam mais escuras?

É perceptível na figura 1 que o objeto B, por estar coberto por uma fina camada de água, acaba por se apresentar mais escuro do que o objeto A.

Finalizando, a água depositada sobre a superfície da parede molhada determina menos luz sendo refletida já que o índice de refração da água é menor do que o índice de refração da parede. Tal também acontece em muitos outros materiais como madeira, areia, tecido, ….

“Docendo discimus.” (Sêneca)