Experimento 12 - Reflexão em Espelhos e Refração em Dióptro - Física Experimental II

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Experimento 12: Reflexão em Espelhos e Refração em Dióptro
 
 
1 OBJETIVOS 
1.1. Identificar lentes esféricas convergentes e divergentes;
1.2. Construir e determinar algumas características de imagens formadas por lentes esféricas;
1.3. Identificar uma lente, conforme o grupo divergente ou convergente, que corrige o defeito de visão de um 
olho hipermetrope e míope. 
1.4. Compreender o fenômeno da refração.
1.5. Verificar na prática o que acontece com um raio de luz que incide em um meio homogêneo diferente.
1.6. Verificar as leis da reflexão de um feixe de luz por espelhos planos e espelhos cilíndricos. Verificar o princípio 
de propagação retilínea da luz. 
 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 Sob o ponto de vista da óptica, quando a luz atinge um objeto, ela pode ser refletida, refratada, transmitida ou 
absorvida. E ainda existem outros fenômenos relativos à óptica ondulatória como a inter
Neste experimento vamos descrever o fenômeno da reflexão. Em muitas situações conseguimos perceber a 
imagem de um objeto ou de uma pessoa através de seu reflexo em um espelho, no vidro de uma janela ou na 
superfície da água (superfícies refletoras). Portanto na reflexão os raios de luz incidentes sobre uma superfície 
retornam ao mesmo meio após a interação com a superfície. Quando a reflexão ocorre em uma superfície lisa 
formando uma imagem tal como a de um espelho, é chamada de refle
ao seu redor só são visíveis graças à reflexão, que neste caso é denominada de reflexão difusa. Os feixes de luz 
provenientes da lâmpada que ilumina o laboratório, ao incidirem em um objeto tal como um caderno sobr
mesa, são espalhados em todas as direções, permitindo que qualquer aluno no laboratório possa ver este 
caderno. A superfície do caderno é aparentemente lisa, mas na verdade funciona para luz como uma superfície 
irregular. 
 
 
 
 
 
 
Observe na figura 1 que o feixe de raios paralelos da luz incidente permanece paralelo após a reflexão 
especular, mas é espalhado após a reflexão em uma superfície irregular.
 
 
 Universidade Estácio de Sá 
Curso: Engenharias 
Professor (a): 
 
Reflexão em Espelhos e Refração em Dióptro
esféricas convergentes e divergentes; 
Construir e determinar algumas características de imagens formadas por lentes esféricas;
Identificar uma lente, conforme o grupo divergente ou convergente, que corrige o defeito de visão de um 
Compreender o fenômeno da refração. 
Verificar na prática o que acontece com um raio de luz que incide em um meio homogêneo diferente.
Verificar as leis da reflexão de um feixe de luz por espelhos planos e espelhos cilíndricos. Verificar o princípio 
Sob o ponto de vista da óptica, quando a luz atinge um objeto, ela pode ser refletida, refratada, transmitida ou 
absorvida. E ainda existem outros fenômenos relativos à óptica ondulatória como a inter
Neste experimento vamos descrever o fenômeno da reflexão. Em muitas situações conseguimos perceber a 
imagem de um objeto ou de uma pessoa através de seu reflexo em um espelho, no vidro de uma janela ou na 
ies refletoras). Portanto na reflexão os raios de luz incidentes sobre uma superfície 
retornam ao mesmo meio após a interação com a superfície. Quando a reflexão ocorre em uma superfície lisa 
formando uma imagem tal como a de um espelho, é chamada de reflexão especular. Por outro lado, os objetos 
ao seu redor só são visíveis graças à reflexão, que neste caso é denominada de reflexão difusa. Os feixes de luz 
provenientes da lâmpada que ilumina o laboratório, ao incidirem em um objeto tal como um caderno sobr
mesa, são espalhados em todas as direções, permitindo que qualquer aluno no laboratório possa ver este 
caderno. A superfície do caderno é aparentemente lisa, mas na verdade funciona para luz como uma superfície 
o feixe de raios paralelos da luz incidente permanece paralelo após a reflexão 
especular, mas é espalhado após a reflexão em uma superfície irregular. 
niversidade Estácio de Sá – 
 Disciplina: 
FísicaExperimental II 
Código: 
CCE0478 
 
Data de Realização:
 
Reflexão em Espelhos e Refração em Dióptro 
Construir e determinar algumas características de imagens formadas por lentes esféricas; 
Identificar uma lente, conforme o grupo divergente ou convergente, que corrige o defeito de visão de um 
Verificar na prática o que acontece com um raio de luz que incide em um meio homogêneo diferente. 
Verificar as leis da reflexão de um feixe de luz por espelhos planos e espelhos cilíndricos. Verificar o princípio 
Sob o ponto de vista da óptica, quando a luz atinge um objeto, ela pode ser refletida, refratada, transmitida ou 
absorvida. E ainda existem outros fenômenos relativos à óptica ondulatória como a interferência e a difração. 
Neste experimento vamos descrever o fenômeno da reflexão. Em muitas situações conseguimos perceber a 
imagem de um objeto ou de uma pessoa através de seu reflexo em um espelho, no vidro de uma janela ou na 
ies refletoras). Portanto na reflexão os raios de luz incidentes sobre uma superfície 
retornam ao mesmo meio após a interação com a superfície. Quando a reflexão ocorre em uma superfície lisa 
xão especular. Por outro lado, os objetos 
ao seu redor só são visíveis graças à reflexão, que neste caso é denominada de reflexão difusa. Os feixes de luz 
provenientes da lâmpada que ilumina o laboratório, ao incidirem em um objeto tal como um caderno sobre a 
mesa, são espalhados em todas as direções, permitindo que qualquer aluno no laboratório possa ver este 
caderno. A superfície do caderno é aparentemente lisa, mas na verdade funciona para luz como uma superfície 
o feixe de raios paralelos da luz incidente permanece paralelo após a reflexão 
Turma: 
 
Data de Realização: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 - Reflexão especular nasuperfície de
água. irregular. 
 
As leis da reflexão já eram conhecidas na Grécia antiga. Na figura 3 ilustramos os elementos principais da óptica 
geométrica: o raio luminoso, a normal no ponto de incidência e os ângulos que sempre são medidos em relação a 
normal. 
Na figura, um raio luminoso incide sobre uma superfície refletora em um ponto P. Traçamos neste ponto a normal 
à superfície N, reta perpendicular ao plano da superfície e passando no ponto P e destacamos os ângulos 
denominados ângulo de incidência e ângulo de reflexão respectivamente.
 
.As leis da reflexão afirmam que: 
- O raio refletido permanece no plano de incidência, formado pelo raio incidente e a normal à superfície no 
ponto de incidência. 
- O ângulo de incidência θi é igual ao ângulo 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3 – Raio incidente e raio refletido.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Reflexão especular nasuperfície de Figura 2 - Reflexão difusa em uma superfície se
As leis da reflexão já eram conhecidas na Grécia antiga. Na figura 3 ilustramos os elementos principais da óptica 
geométrica: o raio luminoso, a normal no ponto de incidência e os ângulos que sempre são medidos em relação a 
Na figura, um raio luminoso incide sobre uma superfície refletora em um ponto P. Traçamos neste ponto a normal 
à superfície N, reta perpendicular ao plano da superfície e passando no ponto P e destacamos os ângulos 
idência e ângulo de reflexão respectivamente. 
O raio refletido permanece no plano de incidência, formado pelo raio incidente e a normal à superfície no 
é igual ao ângulo de reflexão θr, ou seja, θi= θr. 
Raio incidente e raio refletido. 
Reflexão difusa em uma superfície separação ar-
As leis da reflexão já eram conhecidas na Grécia antiga. Na figura 3 ilustramos os elementos principais da óptica 
geométrica: o raio luminoso, a normal no ponto de incidência e os ângulos que sempre são medidos em relação a 
Nafigura, um raio luminoso incide sobre uma superfície refletora em um ponto P. Traçamos neste ponto a normal 
à superfície N, reta perpendicular ao plano da superfície e passando no ponto P e destacamos os ângulos θi= θr, 
O raio refletido permanece no plano de incidência, formado pelo raio incidente e a normal à superfície no 
 
 
 A refração é caracterizada pela mudança na direção de propagação da luz ao mudar de meio de propagação. 
A figura 1 exemplifica a refração. Observe que o raio de luz aproxima-se da normal à superfície quando passa do 
ar para a água, alterando sua direção de propagação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 No nosso cotidiano são muitos os fenômenos devido a refração: a miragem, causada pela refração da luz nas 
camadas aquecidas próximas ao solo, o prolongamento do dia pela refração da luz solar na atmosfera, o arco íris, 
etc. Este último ilustra também a dispersão da luz branca em suas componentes, as cores do arco íris, mostrando 
que a refração e portanto o desvio na direção de propagação da luz é dependente da cor da luz que incide sobre o 
objeto refrator, que no caso do arco íris são gotículas de água em suspensão na atmosfera. As leis da refração, 
descobertas por Willebrord Snell em 1621, afirmam que: 
- O raio incidente, o raio refratado e a normal estão em um mesmo plano. 
- O ângulo de incidência θ1 e o ângulo de refração θ2 obedecem a seguinte 
 
 
onde n é uma constante característica do meio dada pela razão entre a velocidade da luz no meio v (que depende 
da cor e portanto da freqüência da luz incidente) e a velocidade da luz no vácuo c, ou seja, 
 
 
O índice de refração é uma grandeza adimensional, pois é calculado a partir da razão de duas velocidades. 
Geralmente quanto maior a densidade de um meio maior é seu índice de refração. Na figura 1 exemplificamos em 
escala a refração na superfície lateral de uma esfera de vidro. Observe que o raio incidente aproxima-se da normal 
à superfície, caracterizando o fato do índice de refração do vidro ser maior do que o do ar. Como a superfície é 
curva e esférica, a normal está na direção radial. 
Nos exemplos acima temos parte da luz absorvida pelo meio e parte é transmitida. Por exemplo, a transparência 
do vidro de um automóvel está em torno de 75%, significando que 25% da luz é absorvida pelo vidro ou refletida e 
apenas 75% transmitida para o interior. 
Um outro tipo de absorção ocorre quando incidimos luz branca sobre um objeto, só a componente, a cor, 
correspondente a do objeto é refletida, sendo as demais absorvidas pelo material. Um fenômeno interessante, 
denominado reflexão interna total, ocorre quando a luz passa de um meio mais refringente ( maior índice de 
refração) para um meio menos refringente ( menor índice de refração). Vamos utilizar como exemplo a luz que sai 
do fundo de uma piscina e atinge o olho de um observador fora da piscina. A origem deste fenômeno está no fato 
da luz se afastar da normal quando sai da água para o ar. Sabemos que o ângulo de afastamento da normal é 
máximo para um ângulo de refração de 90°, correspondendo de acordo com a lei de Snell a um ângulo de 
incidência limite qL. Com isso, para ângulos de incidência maiores que o ângulo limite, não ocorre refração, a luz é 
refletida na superfície e volta ao meio de incidência. Uma lâmpada no fundo de uma piscina, durante a noite, 
ilumina com maior intensidade apenas um círculo em sua superfície, caracterizando a reflexão interna total. O 
restante da piscina é iluminado pela reflexão. O fenômeno também explica o “desaparecimento” de uma moeda no 
 
 
fundo da piscina para um observador, enquanto a mesma é visível para um segundo observador 
 Lentes esféricas geralmente são feitas de vidro ou de plástico e, como o próprio nome diz, pelo menos um de 
seus lados é esférico. Elas podem ser classificadas basicamente em dois tipos: convergentes e divergentes. Um 
exemplo de lente convergente é a lupa (ou lente de aumento). Uma brincadeira comum entre as crianças é utilizar 
essa lente para queimar papel, ou acender um palito de fósforo, através da luz do Sol. Isso ocorre porque a lupa 
converge os raios solares que incidem sobre ela, para um único ponto chamado foco da lente. Esse fenômeno é 
análogo àquele que ocorre com o espelho côncavo. 
 As lentes esféricas podem ser utilizadas para corrigir os defeitos de visão. Uma pessoa que tenha miopia 
utiliza óculos com lentes esféricas divergentes, enquanto que outra que tenha hipermetropia utiliza óculos com 
lentes esféricas convergentes. As lentes também são utiliza das em vários instrumentos óticos, como por exemplo, 
a câmara fotográfica, o microscópio, o telescópio, e muitos outros. 
 
3 MATERIAISEMÉTODOS 
1.1. Banco óptico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.2. Lentes (imagens ilustrativas) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 ROTEIRO DO EXPERIMENTO 
4.1 Foi realizado pelo professor várias simulações conforme registros fotográficos abaixo: 
 
 
 
 
 
 
 
Simulações Simulações Simulações Simulações 
 
 
Simulações Simulações Simulações Simulações 
 
 
Simulações Simulações Simulações Simulações 
 
 
Simulações Simulações Simulações Simulações 
 
 
Simulações Simulações Simulações Simulações 
 
 
 
5 CONCLUSÃO 
 
Como este experimento pudemos comprovar as Leis da Reflexão, de forma clara e direta, sem deixar margem 
para especulações ou erros. Dessa forma, vimos na prática que o ângulo de incidência (I) é sempre igual ao ângulo 
de reflexão (R). 
Na reflexão da luz em espelhos côncavos e convexos nos revelou a real aparência dos feixes luminosos quando 
estes incidem em um espelho esférico. Podemos com isso, identificar os pontos elementares, tais 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. 
Se usarmos a equação de Gauss, podemos fazer sucessivas medições de distância focal, para várias distâncias 
objeto-espelho e assim por fim, determinar uma média do valor da distância focal. E ao aprofundarmos no estudo das 
características da formação de imagens de um espelho côncavo, determinando em quais situações a imagem 
projetada seria real ou virtual e direita ou invertida, finalizando com a construção de um diagrama facilitaria a 
compreensão de todo o estudo. 
 
 
 
6 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
6.1 http://www.fisicaevestibular.com.br/optica12.htm 
http://fisikanarede.blogspot.com.br/2012/11/construcao-de-imagens-nas-lentes.html 
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Otica/Lentesesfericas/lentesesfericas.php 
6.2 http://pt.scribd.com/doc/57607857/RELATORIO-REFLEXAO-INTERNA-TOTAL#scribd 
6.3 https://www.dropbox.com/sh/fqtqc9p91wtcpik/AAAoO3vt7xwJfgWH3RqbsQLfa?dl=0 
http://www.vestseller.com.br/espelhosplanos.pdf 
 
 
Simulações Simulações Simulações Simulações