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Propriedades Ópticas
INTERAÇÕES DA LUZ COM OS SÓLIDOS 
IO = IT +IA +IR (unidades: W/M2) 
· Transmitância ou Transmissividade (T): IT / IO
· Absorbância ou Absortividade (A): IA / IO 
· Refletância ou Refletividade (R): IR / IO
	Materiais Transparentes
	T >> A + R
	T ≈ 1
	Materiais Opacos
	T << A + R
	T ≈ 0
	Materiais Translúcidos
	-
	T é pequeno
Muitos materiais dielétricos intrinsecamente transparentes podem ser translúcidos ou opacos em razão da reflexão interna e da refração do feixe transmitido. Isso ocorre devido a múltiplos eventos de espalhamento durante interação da luz:
(i) Com contornos de grão
(ii) Com partículas finas dispersas na matriz
(iii) Com porosidade
(iv) Em materiais com índice de refração ansiotrópico
Interações com átomos e elétrons
A interação da luz com átomos e elétrons é responsável pelos fenômenos ópticos. Duas interações importantes são a polarização e as transições eletrônicas. A polarização eletrônica provoca absorção de luz pelo material e a propagação da luz no meio se torna mais lenta (responsável pela refração).
Transições eletrônicas: a absorção de um fóton com energia ∆E por um elétron faz com que este passe de um estado energético inicial para um estado mais excitado. A diferença de energia entre os níveis é igual à energia do fóton. O elétron tende a voltar para o estado fundamental em algum momento, emitindo um fóton. 
PROPRIEDADES DE ÓPTICAS DE METAIS
Uma vez que os metais são opacos e altamente reflexivos, a cor percebida é determinada pela distribuição de comprimento de onda da radiação que é refletida e não absorvida. 
· Os metais brancos (Ag, Pt, Al, Zn) refletem aproximadamente o mesmo número de fótons com as mesmas frequências encontradas no feixe de luz incidente. 
· Nos metais vermelhos e amarelos, tais como Cu e Au, os fótons com pequeno comprimento de onda são absorvidos e a radiação refletida é composta preferencialmente de fótons com comprimentos de onda maiores. 
Tanto mais efetiva é a absorção quanto mais denso for o material. Tanto maior a refletividade quanto mais polida for a superfície. 
PROPRIEDADES ÓPTICAS DE NÃO-METAIS
· Os fótons da radiação visível possuem energias entre 1,8 eV (vermelho) e 3,1 eV (violeta).
· Os materiais semicondutores que têm poço de energia menor que 1,8 eV são sempre opacos à luz e possuem um “aspecto metálico”.
· Os materiais que têm poço de energia entre 1,8 e 3,1 eV são transparentes à luz. Esses materiais são, entretanto, coloridos devido à absorção dos fótons de maior energia.
· Os materiais não-metálicos com valores de energia de poço muito altos (maiores que 3,1 eV) são transparentes e incolores para todo o espectro da luz visível.
Índice de Refração
Quando a luz se propaga do ar para um material transparente, sua velocidade e o caminho de propagação mudam. Esse fenômeno é chamado de refração. O índice de refração n do material é dado por: 
c: velocidade da luz no vácuo.
v: velocidade da luz no meio transparente.
θi e θr: ângulo de incidência e de refração.
Refletância
Nem toda luz que atinge um material transparente é refratada. A refletância R pode ser dada pela fórmula de Fresnel:
Reflexão especular x Reflexão difusa: a rugosidade aumenta o espalhamento da luz. Para espalhamento total vale a lei dos cossenos: .
Polímeros
Nos polímeros, o grau de translucidez é determinado principalmente pelo grau de cristalinidade. O espalhamento da luz visível ocorre nos contornos entre as regiões cristalina e amorfa. 
(i) Em polímeros de alta cristalinidade, os fenômenos de espalhamento são intensos, tornando-os translúcidos ou opacos, como o polietileno de alta densidade.
(ii) Os polímeros amorfos são completamente transparentes, como o poliestireno.
COR 
A cor pode ter diversas causas físicas. De uma maneira geral, elas podem ser divididas em cinco categorias principais:
1. Vibrações e excitações simples de moléculas por transferência externa de calor ou energia;
2. Transições envolvendo efeitos de campos ligantes;
3. Transições eletrônicas entre orbitais moleculares em compostos químicos orgânicos e inorgânicos;
4. Transições eletrônicas em sólidos envolvendo bandas de energia; principalmente em metais, semicondutores e afins;
5. Efeitos relacionados à óptica física e geométrica.
Cor por incandescência: Causada pela emissão de luz com o aquecimento – a cor varia com a temperatura. Exemplos: lâmpadas incandescentes, fogos de artifício brancos, emissão de luz das estrelas.
Cor por excitações de gás: Gases excitados por alguma fonte de energia (elétrica, bombardeamento de partículas, reações químicas). Exemplos: lâmpadas de vapor de sódio, de neon, relâmpagos, auroras, lasers gasosos, fogos de artifício.
Cor por vibrações e rotações moleculares: Casos particulares de vibrações e rotações moleculares absorvem parte da luz visível. Exemplos: cor azul da água e do gelo, vapor de iodo.
Compostos de metais de transição: Materiais cujo metal de transição responsável pelo efeito do campo ligante é um dos componentes principais. Exemplos: óxido de cromo (verde), turquesa, hematita, muitos pigmentos.
Compostos orgânicos: Transições entre orbitais moleculares de moléculas orgânicas absorvem parte da luz visível. Exemplos: corantes e pigmentos orgânicos, principais corantes de plásticos, cores de vegetais (clorofila, carotenoides, flavonoides, etc.) e de animais (melanina e outros).
Cores em metais: Mecanismos de transição em bandas semipreenchidas. Exemplos: cores de todos os metais, vidro “rubi” com ouro coloidal.
Centros de cor: Centros de Cor Defeitos puntiformes na estrutura de materiais cerâmicos surgidos por irradiação ou aquecimento causam cor. Exemplos: ametista, quartzo esfumaçado, topázio, fluorita, vidro “ametista do deserto”.
Refração Dispersiva: Decomposição da luz pelo fenômeno de refração. Exemplos: arco-íris, decomposição da luz em um prisma, “fogo” em pedras preciosas.
Difração: Cor causada por difração da luz – fenômeno de interferência que ocorre quando a luz encontra obstáculos em seu caminho. Exemplos: redes de difração, “arco-íris” em CDs, opala, cristais líquidos colestéricos, madrepérola.
EMISSÃO DE LUZ
Luminescência
Luminescência é o nome geral que se dá a todo tipo de emissão que não seja por incandescência. A emissão geralmente envolve o retorno de elétrons excitados para o estado fundamental. Se a reemissão ocorre rapidamente (menos de 10 ns) o fenômeno é chamado de FLURESCÊNCIA; para tempos mais longos é chamado de FOSFORECÊNCIA. 
Lasers
O laser (amplificação de luz por emissão de radiação estimulada) é uma fonte de luz coerente, em que todas as ondas luminosas estão em fase.