Cáustica (óptica)

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Cáusticas produzidas por um copo de água.

Em óptica, uma cáustica é a superfície dos raios de luz refletidos ou refratados por uma superfície curva ao objeto, ou a projeção dessa superfície de raios em outra superfície. O termo cáustica pode também referir-se à curva na qual os raios de luz são tangentes, determinando uma fronteira da superfície de raios como uma curva de luz concentrada. Portanto na imagem da direita, as cáusticas podem ser os traços de luz ou suas bordas brilhantes. Estas formas normalmente têm pontos singulares cúspide.

Estas concentrações de luz, especialmente de luz solar, podem chegar a queimar. A palavra cáustica provém do grego καυστός, queimar, através do latim, causticus, queimando. Uma situação comum onde se podem observar cáusticas é quando a luz brilha através de um copo de bebida. O copo projeta uma sombra, mas também produz uma região curva de luz brilhante. Em circunstâncias ideais (raios perfeitamente paralelos, de uma origen no infinito) devería produzir-se um pedaço de luz em forma de nefróide[1]. As cáusticas por ondas se formam comunmente quando a luz brilha através das olas de um volume de água.

Imagem gerada por ordenador mostrando iluminação com cáusticas.

Nos gráficos por ordenador, a maioria de sistemas de representação podem simular cáusticas. Alguns deles podem simular cáusticas volumétricas. A simulação se consegue traçando raios nos possíveis caminhos do feixe de luz através do cristal, tendo em a refração e a reflexão. O mapeamento de fótons é uma implementação deste processo.


Referências

Commons
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  • Born, Max; and Wolf, Emil. Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light. 7th Edition. ed. [S.l.]: Cambridge University Press, 1999. ISBN 0-521-64222-1.