Roteiro óptica geométrica Espelhos

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Física Teórica Experimental II 
Prof. Dr. Thiago da S. T. Alvarenga
 
Atividade Experimental Proposta.
 Atividade experimental VIII – Óptica Geométrica: Espelhos.
Introdução teórica 
A ideia básica sobre espelhos planos é que eles são superfícies planas polidas que refletem a imagem de um objeto. De acordo com a lei da reflexão, o raio incidente, a reta normal à superfície plana do espelho e o raio refletido pertencem ao mesmo plano e o ângulo incidente () é congruente ao ângulo de reflexão () como mostra a figura 01. Sendo assim, um espelho plano conjuga uma imagem virtual, direita e de mesmo tamanho do objeto, sendo essa imagem posicionada simetricamente ao objeto em relação ao plano do espelho, isto é, a imagem possui a mesma distância do espelho em relação à distância do objeto ao espelho. 
Figura 01: Ilustração representativa de um espelho plano com uma incidência de raio luminoso. 
Os espelhos esféricos podem ser: côncavos ou convexos. O Espelho côncavo é aquele cuja superfície espelhada (polida) é a superfície interna da casca esférica. O Espelho convexo é aquele cuja  superfície espelhada (polida) é a superfície externa da casca esférica (figura 02).
Figura 02: Ilustração representativa de um espelho convexo e um espelho côncavo.
Os principais elementos de um espelho esférico estão representados na figura 03:
Figura 03: Ilustração representativa os elementos principais de um espelho côncavo.
A figura 03 mostra o Raio de curvatura ( ) de um espelho esférico é a medida do raio da casca esférica original do espelho, ou seja, representa a distância do centro de curvatura até o vértice do espelho. O Centro de curvatura  () coincide com o centro da casca esférica que originou o espelho. O Foco () é o ponto médio do segmento que une o centro de curvatura e o vértice e é por onde são refletidos a maior parte dos raios. A Distância focal  () é a medida da distância entre o foco e o vértice. Como o foco está situado no ponto médio do eixo centro. O Vértice () é o ponto tangencial à circunferência do espelho que marca a interseção entre  o espelho e o eixo do mesmo. O Eixo do espelho () é a linha de centro que une o foco, o centro de curvatura e o vértice do espelho.
	 
Objetivo geral. 
Ao término dessa atividade o aluno deverá ser capaz de: 
- Identificar e reproduzir os raios principais experimentalmente;
- Determinar a distância focal de um espelho convexo e de um espelho côncavo através dos raios principais.
Procedimento Experimental e Andamento do Experimento.
Com o painel óptico no plano vertical (com os suportes fixados) coloque o Laser preso ao painel como mostra a figura 04;
Coloque o espelho plano de uma maneira tal que possa medir os valores dos ângulos de incidência 
() e do ângulo de reflexão (), use a figura 04 como base para esta montagem experimental (Use o transferido que está no painel óptico a determinação desses ângulos;
Ligue o laser;
Obs:
- Cuidado com o manuseio do laser quando este estiver ligado para que nenhum raio incida sobre os seus olhos;
- No item resultados e discursão anote os valores dos ângulos de incidência () e do ângulo de reflexão 
() e explique com um texto técnico científico o motivo deste fenômeno.
Desligue o laser e retire o espelho plano;
Coloque o espelho esférico com a face côncava voltada para o laser de uma maneira tal que possa medir, usando os RAIOS PRINCIPAIS, o foco () e a distância focal (), veja a figura 06A;
Obs:
- No item resultados e discursão anote os valores o foco () e a distância focal () e explique com um texto técnico científico o motivo deste fenômeno.
- No item resultados e discursão responda: Qual é o valor do raio de curvatura? Justifique a sua resposta.
Desligue o laser ;
Coloque a face côncava voltada para o laser de uma maneira tal que possa medir, usando os RAIOS PRINCIPAIS, o foco () e a distância focal () veja a figura 06B;
Obs: Use a régua para medir os prolongamentos dos raios refletidos.
Ligue o laser;
Obs:
- No item resultados e discursão anote os valores o foco () e a distância focal () e explique com um texto técnico científico o motivo deste fenômeno.
- No item resultados e discursão responda as perguntas abaixo: 
Qual é o valor do raio de curvatura? Justifique a sua resposta.
O raio de curvatura mudou quando variamos a posição de incidência da luxa da face convexa para a face côncava? Justifique a sua resposta.
 O valor da distância focal do espelho convexo () deveria ser diferente da distância focal do espelho côncavo ()? Justifique a sua resposta. 
Desligue o laser.
Material necessário.
Painel óptico (figura 04);
Laser (figura 04);
Bateria para o Laser (figura 04);
Espelho Plano (figura 04);
Espelho Esférico (figura 04);
Régua.
Figura 04: Figura que representa o esquema de montagem para o experimento óptica geométrica com espelhos esféricos.
Figura 05: Figura que representa o esquema de montagem para um feixe de luz incidente em um espelho plano.
Figura 06: Figura que representa o esquema de montagem para um feixe de luz incidente em um espelho plano. Fig. 06A representa uma espelho côncavo. Fig. 06B representa um espelho convexo.
Física Teórica Experimental II 
Prof. Dr. Thiago da S. T. Alvarenga
MODELO DE RELATÓRIO 
 O que segue é um modelo de relatório que deve ser usado como guia para a confecção dos relatórios das práticas. Obviamente, para um aluno variações são aceitáveis, desde que não fujam essencialmente da estrutura apresentada neste modelo.
Capa.
Nome da organização responsável. 
Neste item é importante colocar a instituição de ensino superior responsável (IES) que neste caso é a Universidade Estácio de Sá – Campus _____________.
Título.
O título da prática que se refere o relatório.
Subtítulo se houver.
O subtítulo da prática que se refere o relatório.
Figura representativa 
Este item é inteiramente opcional.
Local.
Data.
Figura 01: Modelo ilustrativo de uma capa padrão para um relatório de física experimental.
Resumo. 
Deve ser objetivo, coerente e curto. Quem lê o resumo tem que ser capaz de compreender o trabalho realizado e saber quais são as principais conclusões.
Introdução teórica. 
Aqui deve constar todo o conteúdo teórico necessário para dar suporte às conclusões e análises de dados, além de situar o leitor no assunto que está sendo estudado. 
Aqui se coloca um histórico do que já foi gerado sobre o objeto em estudo, os resultados mais importantes existentes na literatura, etc. Você deve colocar toda a teoria do assunto que está sendo estudado, ou seja, você deve explicar a Física envolvida para analisar os seus resultados experimentais. Deduza equações e relações matemáticas que serão usadas no relatório.
Objetivo do experimento.
 
Deve ser curto e breve, pode ser apenas um parágrafo.
Esquema de montagem.
Aqui, devem ser enumerados os materiais utilizados. Mostre o esquema de montagem experimental com fotos ou desenhos da montagem e de CADA equipamento utilizado.
Procedimento experimental. 
Explique os métodos utilizados para obtenção dos dados experimentais, critérios de avaliação de erros (este ponto é muito importante, deve ser explicado qual foi o critério experimental para atribuição de erros). Apresente o método e os cuidados usados para a obtenção dos dados. Lembre-se que seu leitor deve ser capaz de reproduzir o experimento a partir da leitura desta seção.
Resultados e discussões (medições, gráficos, cálculos e tabelas). 
Nesta parte, devem ser apresentados os dados coletados e através de tabelas. Neste mesmo item é importante discutir o comportamento desses dados traçando gráficos (linearização, ajustes, etc.) e discutindo a física envolvida nesse experimento. É importante salientar que neste item não podem ser apresentado apenas tabelas com números ou gráficos sem comentários nem erro. O resultado dos ajustes deve ser discutido e comparadocom o resultado de outras fontes (material didático da Estácio, livros textos, etc.).
 
1.8 Conclusão. 
Neste item o leitor deve ser capaz de entender, de maneira geral, quais os principais resultados obtidos com o experimento. Aqui pode estar definido se um relatório está aprovado ou não. Na conclusão, deve ser discutido o objetivo proposto, se foi alcançado ou não. Para os dados experimentais que não se comportam como esperado, o motivo deve ser justificado. 
1.9 Referências. 
Porém, a bibliografia deve ser apresentada de uma forma clara, que outros leitores potenciais consigam entender. Enumere os livros, apostilas, revistas científicas, sites na internet etc. consultados para a elaboração do relatório (cite-os no texto do relatório). Utilize as normas apresentadas na Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT).