Prática 2- Leis da Reflexão - Relatório

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE CIÊNCIAS 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRÁTICA 2: LEI DA REFLEXÃO E ESPELHO PLANO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
NOME 
 
ANDERSON CLEYTON LIMA - MATRÍCULA: 433633 
 
 
 
 
 
 
 
PROF: MARCOS ANTONIO ARAUJO SILVA 
 
 
 
 
 
FORTALEZA 
27/09/2022 
 
http://www.si3.ufc.br/site/marcos.antonio
1.1 OBJETIVOS 
• Verificar as leis da reflexão. 
• Estudar a formação de imagens em um espelho plano 
1.2 MATERIAIS 
• Fonte de Alimentação 12 VAC; 
• Fonte luminosa (halógena, 12 V/20 W); 
• Disco graduado; 
• Diafragma com 1/2 fendas; 
• Espelhos planos (3 de 15 cm x 15 cm, um de primeira superfície e um semi-transparente de acrílico 
verde); 
• Régua de 30 cm; 
• Papel com diagrama. 
1.3 FUNDAMENTOS 
As estruturas reflexivas planas, polidas e com ângulo de visada de 180º, ou seja, sem curvatura, são capazes 
de promover a reflexão regular de feixes de luz. 
As ondas de luz mudam sua direção quando sua incidência se depara com estas estruturas em um ângulo 
maior que 0º, quando os raios de luz são refletidos nas superfícies planas denominada de reflexão espeular 
ou regular, as mesmas possuem sua reflexividade próxima a zero em todos os ângulos, exceto o próprio 
ângulo de reflexividade, ou seja, a radiação refletida só percorrerá a mesma trajetória da radiação incidente 
apenas se a incidência for ortogonal. O ângulo de incidência formado pelos raios refletidos é igual ao ângulo 
dos raios refletidos e verifica-se também que os mesmos se encontram no mesmo plano. Caso a superfícies 
não seja polida a luz incidente será refletida em muitas direções diferentes e a mesma é conhecida como 
reflexão 
A refletividade do material de superfície é uma propriedade óptica de um material e descreve qual fração da 
energia da onda foi refletida por ele e pode ser expressa pela razão entre a energia eletromagnética refletida 
e a incidente. 
Rc= Er / Ei 
O objeto espelho é o modelo mais trivial para a reflexão de luz especular e é confeccionado tipicamente de 
uma folha de vidro com um revestimento metálico, onde a reflexão ocorre realmente. A reflexão é reforçada 
em metais pela supressão de propagação da onda. 
Na esquematização da figura 1, um raio de luz atinge um espelho vertical no ponto de incidência o raio é 
refletido, quando se projeta uma linha imaginária perpendicular ao espelho, conhecido como a normal, pode-
se mensurar que o ângulo de incidência, θi e o ângulo de reflexão, θr são iguais. 
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/reflexao-luz.htm
] 
Figura1: Esquematização da incidência e reflexão de um raio sobre um espelho plano 
Fonte: Reflexão (física) – Wikipédia, a enciclopédia livre (wikipedia.org) 
 
A reflexão especular forma imagens. Quando dois ou mais raios de luz refletidos cruzam-se, ocorre a 
formação de imagens denominada de Enantiomorfa, pois se forma à mesma distância do espelho e com o 
mesmo tamanho do objeto, sendo, portanto, simétrica. No caso dos espelhos planos, os raios de luz refletidos 
não se cruzam, em vez disso, são os seus prolongamentos que se cruzam para formar imagens. Os 
prolongamentos dos raios de luz refletidos, como os ilustrados na imagem seguinte, cruzam-se “atrás” do 
espelho, em uma distância igual àquela em que o objeto da imagem se encontra e com o mesmo tamanho. 
Um fato que corrobora com a equidistância de todos os pontos do centro e, portanto, sua simetria é quando 
colocamos um espelho plano ao lado do outro, eles formam uma circunferência, 
Reflexão a partir de uma superfície plana forma uma imagem no espelho, o que parece ser invertida da 
esquerda para a direita porque nós comparamos a imagem que vemos ao que gostaríamos de ver se 
estivéssemos girados para a posição da imagem. Desta forma o objeto é real e a imagem virtual e simétrica. 
Se associamos dois ou mais espelhos planos, as imagens que se formam multiplicam-se, a partir de um ângulo 
(α) e na medida que (α) diminui, o número de imagens aumenta. 
Matematicamente o número de imagens (n) fornecidas pelos espelhos que formam esse ângulo, é dada pela 
equação: 
 
 
1.4 PROCEDIMENTOS 
1.4.1 PROCEDIMENTO 1: Leis da Reflexão. 
1.4.1.1 Coloque o disco graduado sobre a mesa. 
1.4.1.2 Coloque o espelho plano no centro do disco ótico, exatamente sobre a linha vertical. 
1.4.1.3 Utilize a caixa luminosa com o diafragma de uma abertura colocado na saída de luz través da lente. 
1.4.1.4 Faça o raio de luz incidir no espelho plano com um ângulo de incidência de 60º. O raio deve incidir 
exatamente no ponto de interseção das linhas vertical e horizontal do disco ótico. 
1.4.1.5 Leia o ângulo de reflexão e anote na Tabela 1. 
1.4.1.6 Repita o procedimento para os outros ângulos indicados na Tabela 1. 
Observe que em todos os casos, o raio incidente, o raio refletido, e a normal estão em um mesmo plano. 
 
Tabela 1 - Verificação experimental da lei da reflexão. 
Ângulo de Incidência () Ângulo de Reflexão () 
60º 60º admitindo erro de ±1º 
50º 50º admitindo erro de ±1º 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Reflex%C3%A3o_(f%C3%ADsica)
40º 40º admitindo erro de ±1º 
30º 30º admitindo erro de ±1º 
20º 20º admitindo erro de ±1ºc 
10º 10º admitindo erro de ±1º 
0º 0º admitindo erro de ±1º 
 
1.4.2 PROCEDIMENTO 2: Desvio de um raio refletido ao girar o espelho plano. 
1.4.2.1 Faça o raio de luz incidir no espelho plano com um ângulo de incidência de 10º e observe a trajetória 
do raio refletido. 
1.4.2.2 Gire o espelho plano de 10º e anote de quanto gira o raio refletido. 
1.4.2.3 Partindo sempre da mesma situação inicial, item 1.4.2.1, repita o procedimento 1.4.2.2 para s outros 
ângulos indicados na Tabela 2. 
 
Tabela 2 - Resultado experimental para o desvio de um raio refletido ao girar o espelho plano 
Giro do Espelho (graus) 10 15 20 25 30 
Giro do raio refletido (graus) 20 30 40 50 60 
TODOS EM RELAÇÃO A UM NORMAL FIXA INICIAL 
 
1.4.3 PROCEDIMENTO 3: Formação de imagem em um espelho plano. 
1.4.3.1 Coloque o espelho plano semitransparente verticalmente sobre a linha apropriada da Figura Anexa. 
1.4.3.2 Observando através do espelho, desenhe uma cópia do objeto (vela) no lugar onde se forma a 
imagem. 
1.4.3.3 Prolongue os raios refletidos e verifique que para o observador, tudo se passa como se um objeto 
estivesse na posição da imagem formada pelo espelho plano. 
1.4.3.4 Meça a distância do ponto A (objeto) ao espelho. Meça também a distância da imagem de A ao 
espelho. Anote. 
 
 
1.4.4 PROCEDIMENTO 4: Imagens formadas por dois espelhos planos. 
1.4.4.1 Coloque dois espelhos planos formando um ângulo de 120º. 
1.4.4.2 Coloque um objeto entre os espelhos de modo que o mesmo se localize no plano bissetor do diedro 
formado pelos dois espelhos, observe e anote o número de imagens formadas. Anote também o 
número de imagens formadas quando o objeto entre os espelhos não está sobre o plano bissetor. 
1.4.4.3 Repita o procedimento anterior para os outros ângulos indicados na Tabela 3. 
 
Tabela 3 - Resultado experimental para o número de imagens formadas por dois espelhos planos com um vértice 
comum e formando um ângulo. 
Ângulo entre os espelhos (graus) 120 90 72 60 45 40 
Número de imagens (objeto no plano bissetor) 2 3 4 5 7 8 
Número de imagens (objeto próximo a um dos 
espelhos) 
2 3 4 5 7 8 
 
QUESTIONÁRIO 
1 Que conclusão podemos extrair dos resultados da Tabela 1? 
Após as mensurações dos dados, vimos que o ângulo de reflexão é igual ao ângulo de incidência, logo a 
teoria de que se um raio de luz incidir sobre uma superfície plana e polida o mesmo será refletido em um 
ângulo igualmente espaçado da reta normal perpendicular a superfície do espelho. 
 
2 Generalize o resultado do PROCEDIMENTO 2. 
Após a reprodução do experimento, constatamos que se a superfície plana e polida for direcionada para uma 
nova posição tendo como base algum eixo de rotação, haverá um deslocamento da reta normal igual ao 
ângulo degiro do espelho, porém, o ângulo de reflexão que rotaciona na mesma direção de giro do espelho 
será aumentado duas vezes o valor de giro do ângulo. 
 
3 Qual é a relação entre a distância do objeto ao espelho e a distância da imagem do espelho? 
Como a imagem é formada atrás do espelho por meio de um cruzamento entre os prolongamentos dos raios 
incidentes no espelho. A imagem, em espelhos planos, sempre será virtual. 
Quando realizamos a translação de um espelho plano, a imagem refletida do objeto também se move no 
mesmo sentido, mas a uma distância que equivale ao dobro da movimentada pelo espelho. 
D = 2.d 
 
4 Qual é a relação que fornece o número de imagens N, formadas por dois espelhos planos que 
formam um ângulo , para um objeto localizado no plano bissetor entre eles? 
A relação de visualização das imagens entre dois espelhos planos, dar-se pela seguinte fórmula matemática: 
 
5 Qual é o número de imagens formadas por dois espelhos planos paralelos com faces voltadas um 
para o outro, de um objeto entre eles? 
Segundo a relação matemática descrita na questão anterior, temos: 
Ângulo de visagem 0º, logo 𝑛 = 
360º
0
− 1 → 𝒏 = ∞,. Numa primeira análise o espelho1 reflete no 
espelho2, consequentemente o espelho 2 reflete no espelho 1 e assim sucessivamente dando início a um loop 
infinito de imagens. 
 
6 Qual deve ser o ângulo entre dois espelhos planos para que sejam observadas 19 imagens de um 
mesmo objeto? 
Baseado na formulação 𝑛 = 
360º
𝛼
− 1 → 19 =
360º
𝛼
− 1 → 20 =
360º
𝛼
→ 𝛼 = 
360º
20
= 𝟏𝟖º 
 
7 Qual é o número de imagens formadas por três espelhos planos perpendiculares entre si, de um 
objeto entre eles? 
Realizando a mensuração em laboratório, temos que as imagens formadas serão espelhadas no espelho 
localizado na base e perpendicular aos outros dois espelhos, bem como a geração de uma imagem no vértice 
de encontro dos espelhos. 
Baseado na formulação: 𝑛 = 
360º
𝛼
− 1 → 𝑛 =
360º
90º
− 1 → 𝑛 = 4 − 1 = 𝟑 𝒊𝒎𝒂𝒈𝒆𝒏𝒔 
Se há um espelhamento das imagens, temos 3 x 2 = 6 imagens, como há 1 (uma) imagem que se forma no 
encontro dos 3 (três) espelhos, temos 7 (sete) unidades. 
 
8 Chamamos de imagem ENANTIOMORFA a que mostra à sua esquerda o que se localiza à direita 
do objeto ou vice-versa. Observe sua imagem num espelho plano e diga se ela é ENANTIOMORFA 
ou não. Justifique. 
A imagem refletida num espelho plano está a mesma distância do espelho que o objeto, sendo, portanto, 
simétrica do objeto em relação ao espelho e apresenta uma “reversão da imagem”, ou seja, uma inversão da 
esquerda-direita. 
 
CONCLUSÃO 
Vimos na prática que para regiões planas e polidas “espelho” os feixes de luz quando incidem em um 
determinado ângulo, o raio de reflexão possuirá o mesmo ângulo do de incidência. 
Constatou-se também que ao girar o espelho de um determinado ângulo o raio de reflexão rotacionará o 
dobro do valor de giro do espelho. 
Verificamos também que as imagens que se formam entre dois espelhos poderão ser calculadas a partir da 
razão entre o giro total de uma circunferência e o ângulo de encontro ente os espelhos subtraído de uma 
unidade. 
 
BIBLIOGRAFIA 
Acessado em 25-09-2022: https://www.todamateria.com.br/espelhos-planos/ 
Acessado em 25-09-2022: https://querobolsa.com.br/enem/fisica/espelhos-planos 
Acessado em 25-09-2022: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/espelhos-
planos.htm#:~:text=Espelhos%20planos%20s%C3%A3o%20superf%C3%ADcies%20planas%2C%20poli
das%20e%20sem,raios%20incidentes%20e%20refletidos%20encontram-se%20no%20mesmo%20plano. 
 
https://www.todamateria.com.br/espelhos-planos/
https://querobolsa.com.br/enem/fisica/espelhos-planos
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/espelhos-planos.htm#:~:text=Espelhos%20planos%20s%C3%A3o%20superf%C3%ADcies%20planas%2C%20polidas%20e%20sem,raios%20incidentes%20e%20refletidos%20encontram-se%20no%20mesmo%20plano
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/espelhos-planos.htm#:~:text=Espelhos%20planos%20s%C3%A3o%20superf%C3%ADcies%20planas%2C%20polidas%20e%20sem,raios%20incidentes%20e%20refletidos%20encontram-se%20no%20mesmo%20plano
https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/espelhos-planos.htm#:~:text=Espelhos%20planos%20s%C3%A3o%20superf%C3%ADcies%20planas%2C%20polidas%20e%20sem,raios%20incidentes%20e%20refletidos%20encontram-se%20no%20mesmo%20plano