RELATÓRIO - REFLEXÃO DA LUZ - FISICA EXPERIMENTAL II - UFCG

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE 
CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS 
UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA 
LABORATÓRIO DE ÓPTICA, ELETRICIDADE E MAGNETISMO 
 
 
Engenharia Fácil 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFLEXÃO DA LUZ 
 
 
 
 
 
 
 
Professor: Laerson Duarte Da Silva 
Turma: 01 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Campina Grande - PB 
2021 
 
 
 
Sumário 
 
 
1. Introdução 
1.1. Objetivos 
2. Material utilizado 
3. Experimentos 
3.1 Espelhos planos 
3.1.1 Procedimento 
3.1.2 Resultados e discussões 
3.1.3 Conclusão 
3.2 Associação de espelhos planos 
3.2.1 Procedimento 
3.2.2 Resultados e discussões 
3.2.3 Conclusão 
3.3 Espelhos côncavos 
3.3.1 Procedimento 
3.3.2 Resultados e discussões 
3.3.3 Conclusão 
3.4 Espelhos convexos 
3.4.1 Procedimento 
3.4.2 Resultados e discussões 
3.4.3 Conclusão 
3.5 Distância focal de um espelho côncavo 
3.5.1 Procedimento 
3.5.2 Resultados e discussões 
3.5.3 Conclusão 
4. Anexos 
5. Referências 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. Introdução 
 
 A reflexão da luz é um dos fenômenos mais comuns relacionados a propagação 
da luz. A reflexão ocorre quando a luz incide sobre a superfície de separação entre 
dois meios com propriedades distintas. Este fenômeno ocorre quando um feixe de luz 
passa de um meio material transparente para outro, parte da luz é refletida na interface 
entre os meios e parte entra no segundo meio (BATALHÃO, et al., 2013). A Figura 1 
mostra o comportamento de um raio luminoso ao incidir sobre a superfície de 
separação entre dois meios transparentes. 
Figura 1: Comportamento de um raio luminoso na interface de dois meios transparentes. 
 
Fonte: (Batalhão, et al., 2013). 
 O feixe de luz que se dirige à superfície é denominado de raio de incidência, e 
imagina-se que este raio incide na superfície faz um ângulo Î com a normal a superfície 
no ponto de incidência a um ângulo 𝑟𝑟 raio de reflexão e a parte que continua a se 
propagar no vidro muda de direção (NASCIMENTO, 2012). 
 Ao observar a Figura 1 é possível notar que o Raio Incidente, o Raio Refletido e a 
Normal estão no mesmo, assim, são coplanares. Em relação à Normal o ângulo de 
incidência e o ângulo refratado são opostos. Esses dois eventos podem ser 
confirmados pelas Leis da Reflexão, as quais são: 
 1. O raio incidente, a reta normal à superfície e o raio refletido pertencem ao 
mesmo plano. 
 2. O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão. 
 A intensidade dos raios refletidos e refratado dependem do ângulo de incidência, 
sendo que é muito pequena a fração refletida com a incidência normal, chegando a 
quase 100% com incidência rasante. 
 
 
1.1 Objetivos 
 O objetivo principal deste experimento é demonstrar as Leis de Reflexão e a 
relação existente entre o ângulo de incidência e o ângulo de reflexão, além de verificar 
o número de imagens formados em diferentes ângulos entre dois espelhos, observar 
a reflexão da luz em espelhos côncavos e convexos e por fim determinar a distância 
focal de um espelho côncavo. 
 
2. Material utilizado 
 
• 2 espelhos planos 60x80mm; 
• 2 fixadores de espelho plano; 
• 2 cavaleiros metálicos; 
• 23cm com escala angular e subdivisões de 1º; 
• Anteparo para projeção com fixador magnético; 
• Alimentação bivolt e sistema de posicionamento do filamento; 
• Base metálica 8x70x3 cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700 
mm; 
• Chave liga-desliga; 
• Caixa de fósforos; 
• Diafragma com cinco fendas; 
• Diafragma com uma fenda; 
• Disco giratório 23 cm com escala angular e subdivisões de 1º; 
• Espelho côncavo 5 cm e 20 cm de distância focal, em moldura plástica com 
fixação magnética; 
• Fonte de luz branca 12V – 21W; 
• Lente de vidro convergente plano-convexa com 60 mm, 120 mm, em moldura 
plástica com fixação magnética; 
• Superfície refletora conjugada: côncava, convexa e plana; 
• Suporte para disco giratório; 
• Régua de 50cm; 
• Vela 
 
3. Experimentos 
3.1 Espelhos planos 
3.1.1 Procedimento 
- Montar o experimento conforme foto abaixo (figura1); 
Figura 1: Montagem para o experimento: Espelhos planos. 
 
Fonte: Azeheb - Laboratórios de Física. 
 
- A fonte de luz foi ligada e ajustada de forma com que o raio luminoso incida 
bem no centro do transferidor; 
- Em seguida, Coloque em um lado do cavaleiro metálico o diagrama com uma 
fenda e do outro lado uma lente convergente de distância focal 12cm; 
- Com o espelho plano no disco óptico, girar o disco ótico de forma que o ângulo 
de incidência varie de 10° em 10°. Anotar os ângulos de reflexão 
correspondentes na Tabela 1. 
 
3.1.2 Resultados e discussões 
 
Tabela 1: Os valores medidos são simulados. 
Ângulo de incidência (I) 
(Escolhido) 
Ângulo de reflexão (R) 
(Simulados) 
0° 0,0° 
10° 10,5° 
20° 20,0° 
30° 29,8° 
40° 40,0° 
50° 50,0° 
60° 60,0° 
70° 72,0° 
Fonte: arquivo do autor. 
 Com base nos valores da tabela 1, que relação existe entre o ângulo de 
incidência e o ângulo de reflexão? Descreva. 
 Segundo a segunda lei de reflexão, o ângulo de incidência é igual ao ângulo 
de reflexão. Os ângulos medidos foram iguais ou próximos aos valores teóricos, o que 
mostra a ocorrência de erros durante a leitura dos ângulos ou irregularidade na 
superfície do espelho. 
- Com base nas observações acima escrever as leis da reflexão. 
O raio incidente a normal à superfície de reflexão e o raio refletido pertencem a um 
mesmo plano; O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão. 
 
3.1.3 Conclusão 
 Com este experimento, utilizando de equipamento especifico, foi possível 
comprovar as Leis de Reflexão, de forma evidente e sucinta. Assim, vimos de forma 
prática que o ângulo de incidência (I) é sempre igual ao ângulo de reflexão (R), assim 
como enunciado na teoria. 
 
3.2 Associação de espelhos planos 
3.2.1 Procedimento 
-Montar o equipamento conforme foto abaixo (figura 2); 
 
Figura 2: Montagem para o experimento Associação de espelhos planos. 
 
Fonte: Azeheb - Laboratórios de Física. 
 
 -Colocar um objeto entre os espelhos e contar o número de imagens formado 
pelos espelhos. N medido = 3. 
 -Calcular o número de imagens esperado teoricamente. Equação que 
determina as imagens formadas. 
𝑁 𝑡𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 = (
360°
∝
) − 1 = (
360°
90°
) − 1 = 3 
 -Realizar mesmos procedimentos para a associação de espelhos com 
ângulos de 30°, 45º, 60°, 90° e 120°. Preencher a tabela 2 com os resultados. 
 
3.2.2 Resultados e discussões 
Tabela 2 - Valores nominais e medidos (simulados) do número de imagens entre espelhos. 
Ângulo entre espelhos N teórico N medido 
30° 11 11 
45° 7 7 
60° 5 5 
90° 3 3 
120° 2 2 
 
 
 -O que esperaríamos no caso de 2 espelhos colocados em paralelo, um de 
frente para o outro, e um objeto entre eles? Qual o número de imagens esperado? 
Comente. Poderíamos observar que o número de imagens formadas pelos espelhos 
se estenderia indefinidamente. A fórmula também fornece esse resultado, quando 
fazemos o ângulo tender a zero, o número de imagens vai para o infinito. 
 
3.2.3 Conclusão 
 Com o experimento de associação de espelhos planos, foi realizada uma 
comparação entre o número de imagens mensuradas e o número de imagens obtidos 
teoricamente, a partir dessa comparação é possível concluir que a partir de um ângulo 
entre dois espelhos planos, podemos obter um número fixo de imagens, que se 
manteve coerente com o resultado esperado. 
 
3.3 Espelhos côncavos 
 
3.3.1 Procedimento 
 -Montar o equipamento conforme foto abaixo (figura 3); 
Figura: 3 Montagem para o experimento Reflexão da luz em espelhos côncavos. 
 
Fonte: Azeheb - Laboratórios de Física. 
 
 
 -Com o equipamento devidamente posicionado, ajustar o feixe luminoso 
paralelamente aoeixo principal do espelho côncavo, e desenhar o ponto de 
convergência dos 5 feixes. 
 
 
3.3.2 Resultados e discussões 
- Podemos observar na (figura 3.1) os seguintes elementos do espelho 
côncavo. 
 
Figura: 3.1 -Desenho dos feixes de luz incidentes em um espelho côncavo. 
 
- Autoria Própria 
 - Como se chama o ponto de cruzamento do feixe refletido com o eixo principal 
do espelho côncavo? 
Esse ponto é chamado de foco. 
 - No espelho côncavo o foco é real ou virtual? 
 Foco real. 
 - Enunciar as propriedades do raio luminoso do espelho côncavo. 
Em um espelho côncavo todo raio luminoso que passa pelo centro de curvatura, reflete 
sobre si mesmo. Todo raio que incide paralelamente ao eixo principal reflete-se numa 
direção que passa pelo foco. Todo raio que incide numa direção que passa pelo foco 
principal reflete-se paralelamente ao eixo principal. 
 
3.3.3 Conclusão 
 A reflexão da luz em espelhos côncavos revelou a real aparência dos feixes 
luminosos quando estes incidem em um espelho esférico. Assim ao analisar esses 
feixes é possível identificar os pontos elementares, tais como foco e vértice e partindo 
desse conhecimento podemos determinar a natureza da imagem obtida, se é real ou 
virtual e do comportamento dos feixes luminosos. 
 
 
3.4 Espelhos convexos 
3.4.1 Procedimento 
-Montar o equipamento conforme foto abaixo (figura 4); 
Figura 4: Montagem para o experimento Reflexão da luz em espelhos convexos. 
 
Fonte: Azeheb - Laboratórios de Física. 
 
Com o equipamento devidamente posicionado, foi colocado no disco ótico o 
espelho convexo. Ademais, o feixe luminoso foi ajustado paralelamente ao eixo 
principal do espelho convexo, e deve-se desenhar o ponto de convergência dos 5 
feixes incidentes no espelho convexo. 
3.4.2 Resultados e discussões 
- Podemos observar na (figura 4.1) os seguintes elementos do espelho 
convexo. 
Figura 4.1 -Desenho dos feixes de luz incidentes em um espelho convexo. 
 
Fonte: autoria própria. 
- Como se chama o ponto de cruzamento do feixe refletido com o eixo principal 
do espelho convexo? 
Esse ponto é chamado de foco. 
 - No espelho convexo o foco é real ou virtual? 
 Foco virtual. 
 - Enunciar as propriedades do raio luminoso do espelho convexo. 
Em um espelho convexo, todo raio de luz que incide perpendicular a superfície, ou 
seja, em direção ao centro de curvatura, reflete-se sobre si mesmo. Além disso, os 
raios que incidem paralelamente ao eixo principal refletem-se em direção ao ponto de 
foco, e a condição contrária também é válida, visto que todo raio de luz que incide no 
espelho em direção ao ponto de foco reflete-se paralelo ao eixo principal. Por fim, os 
raios de luz que incidem sobre o vértice do espelho refletem-se de tal forma que o 
ângulo do raio incidente e o ângulo de reflexão sejam iguais em relação ao eixo 
principal. 
 
3.4.3 Conclusão 
 
A reflexão da luz em espelhos convexos nos revelou a real aparência dos feixes 
luminosos quando estes incidem em um espelho esférico. Portanto, podemos assim 
identificar seus pontos essenciais, como foco e vértice, e partindo desse 
conhecimento, determinar a natureza da imagem obtida, se é real ou virtual e do 
comportamento dos raios luminosos. 
 
3.5 Distância focal de um espelho côncavo 
3.5.1 Procedimento 
-Montar o equipamento conforme figura abaixo (figura 5); 
Figura 5: Montagem para o experimento Distância focal de um espelho côncavo. 
 
Fonte: Azeheb - Laboratórios de Física. 
 
Foi utilizado um espelho concavo de distância focal igual a 20cm para projetar 
a imagem do objeto (vela acesa) no anteparo. Em seguida, variou a distância do 
espelho ao objeto e ajusta-se o anteparo para que a imagem projetada fique bem 
nítida. Por fim, anota-se a distância da imagem formada ao espelho. 
 
3.5.2 Resultados e discussões 
Na tabela abaixo foram anotados as distâncias encontradas e os valores para 
o foco em cada caso conforme a equação de Gauss 
1
𝑓
=
1
𝐷𝑂
+
1
𝐷𝐼
. 
Tabela: Tabela que relaciona os valores medidos em D0 e Di , a fim de determinar o foco da 
lente. 
N D0 (cm) Di (cm) f (cm) 
1 50 32,8 19,8 
2 45 36,0 20,0 
3 42 39,0 20,2 
4 37 43,5 20,0 
5 30 60,5 20,1 
Fonte: arquivo do autor. 
 
Em seguida, calculou-se o valor médio da distância focal, que foi: 
 
𝑓𝑚é𝑑𝑖𝑜 = 
19,8 + 20,0 + 20,2 + 20,0 + 20,1
5
≅ 20,0 𝑐𝑚 
 
 -A imagem projetada no anteparo é real ou virtual? Comente. 
A imagem projetada no anteparo pelo espelho côncavo é real, pois é formada pelo 
encontro dos próprios raios da imagem. 
 -A imagem projetada no anteparo é direta ou invertida? 
A imagem projetada no anteparo é invertida, pois se apresenta de cabeça para baixo, 
como se pode perceber em esquema geral de formação de imagem por espelhos 
côncavos. 
A situação abaixo representa a situação 5, em que D0 = 30cm, sabendo que o 
foco é aproximadamente 20cm, o objeto se encontra entre o foco e o centro de 
curvatura e a imagem formada é real, maior e invertida. 
Figura 5.1: Desenho mostrando o espelho côncavo, o objeto e a formação da imagem no 
anteparo para D0= 30cm. 
 
Fonte: autoria própria. 
 
3.5.3 Conclusão 
 
O experimento de distância focal de um espelho côncavo, reúne praticamente 
todas as observações e análises contidas nos experimentos anteriores. Com o auxílio 
da equação de Gauss, foi possível fazer sucessivas medições de distância focal, para 
várias distâncias objeto-espelho, e foi determinado o valor médio da distância focal. 
Ademais, observamos as características da formação de imagens de um espelho 
côncavo, determinando em quais situações a imagem projetada seria real ou virtual e 
direta ou invertida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Anexos 
 
UFCG / CCT / UAF - DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL II PROFESSOR: 
_________________________ DATA:__/__/____ PERÍODO: 2020.3 
ALUNO(A):____________________________________________ TURMA: _____ 
PREPARAÇÃO DE REFLEXÃO - ÓPTICA GEOMÉTRICA 
 
1. Que acontecimentos na natureza que você tenha observado podem estar 
relacionados com a Reflexão da Luz? 
Resposta: Quando o sol reflete na água, e também quando se tem o reflexo da 
paisagem nas águas de um lago, por exemplo. 
 2. Ao olhar sua imagem em um espelho, o que você pode destacar quanto ao 
tamanho de sua imagem? Quanto a distância da imagem ao espelho? 
Resposta: Em relação ao tamanho em si, no espelho plano, ele não mudou, e 
distância. Em um espelho côncavo ela muda, a imagem fica menor e invertida, e no 
espelho convexo fica maior e não inverte. 
3. Sua mão esquerda em relação a sua imagem e em relação ao seu corpo? Explique. 
Resposta: Como a imagem em um espelho plano fica contrária, caso levante a mão 
esquerda, a imagem irá refletir a direita. 
4. Ao olhar sua imagem na parte interna de uma colher, o que você pode observar? 
Resposta: Ao olhar meu reflexo na parte interna da colher pode ser percebido que a 
nossa imagem fica menor e também é invertida. A parte interna da colher trata-se de 
um espelho côncavo. 
5. E quando olhar em relação à parte externa de uma colher o que pode ser 
observado? 
Resposta: Ao olhar para a parte externa da colher, temos uma imagem virtual pois é 
um espelho convexo, então, irá refletir imagem não invertida e maiores. 
6. O que entendes por Reflexão da Luz? Enunciar as Leis de Reflexão da Luz. 
Resposta: É um fenômeno no qual um feixe de luz ao incidir com uma superfície, 
retorna ao seu meio de origem. Temos as seguintes leis: 
-O ângulo de incidência que é igual ao ângulo de reflexão, ou seja i=r; 
-O raio de luz incidente, o refletido e a reta normal pertencem sempre ao mesmo plano. 
7. Como é possível identificar o foco de um espelho esférico côncavo? 
Experimentalmente. 
Resposta: Sabemos que o espelho côncavo transmite uma imagem real, ou seja, 
ocorre um cruzamentoefetivos dos raios diante do espelho. Então se fizermos com 
que um raio luminoso incida paralelo ao eixo principal do espelho côncavo, veremos 
que os raios refletidos iriam convergir a um único ponto, esse ponto é chamado de 
foco principal. 
8. Fazer ilustrações dos elementos principais de um espelho côncavo? E de um 
espelho convexo? 
 
 
5. Referências 
Apostila de Física Experimental II, Teoria e Prática, PEDRO L. Nascimento, LAERSON D. 
Silva,WILSON F. Curi e Marcos J. A. Gama.