ÓPTICA GEOMÉTRICA RELATÓRIO

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ÓPTICA GEOMÉTRICA – REFLEXÃO E REFRAÇÃO 
Willian Grecillo dos Santos 
 
OBJETIVOS 
 
Estudar as leis da reflexão e da refração e a dispersão cromática através de 
experimentos. 
 
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
Experimentalmente mostra-se que quando um raio de luz incide sobre a 
superfície entre dois meios, este pode ser refletido ou refratado, ou refletido e 
refratado. Ao plano tangente à superfície onde o raio incide idealiza-se um vetor 
normal, em relação ao qual o raio forma um ângulo, o ângulo de incidência, cujo cateto 
oposto define o plano de incidência. 
Dependendo das propriedades do meio subentendido pelo plano tangente, o 
raio incidente origina um raio refletido que também pertence ao plano de incidência e 
cujo ângulo de reflexão é igual ao ângulo de incidência 
 
 𝜃1 = 𝜃1
′ (𝑙𝑒𝑖 𝑑𝑎 𝑟𝑒𝑓𝑙𝑒𝑥ã𝑜). 
 
Caso os meios sejam transparentes, um raio é transmitido para o segundo 
meio. A este se dá o nome de raio refratado, cujo ângulo é formado com o sentido 
inverso da normal, o ângulo incidente. O raio refratado também pertence ao plano de 
incidência e a relação entre os ângulos (lei de Snell ou lei da refração) descreve as 
propriedades, análogas à resistividade elétrica, de penetração da luz em um meio 
(índice de refração): 
 
𝑛1 sin 𝜃1 = 𝑛2 sin 𝜃2 
 
Considerando que o meio 1 tenha 𝑛1 = 1, a relação 
sin 𝜃1
sin 𝜃2 
= 𝑛2 ditará o índice 
de refração do segundo meio. Como para cada comprimento de onda ele varia, para a 
luz branca ocorrerá o fenómeno de dispersão da luz, ou seja, a separação em cores 
(componentes monocromáticas) da luz branca. 
Quando o meio 1 é mais refringente que o meio 2 o raio refratado tende a se 
afastar mais do sentido inverso da normal. Desta maneira se estabelece um ângulo 
critico para o qual o próprio seno se iguala ao índice de refração do meio 2. Caso o 
ângulo de incidência seja maior que o ângulo crítico, ocorre a reflexão total da luz, que 
pela lei de Snell é representado por: 
 
sin 𝜃𝑐 = 
𝑛2
𝑛1
. 
 
 
PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS E RESULTADOS 
 
Um semidisco de acrílico foi posicionado na mesa giratória e incidido com um 
raio de luz sobre ele. 
Considerando o caso ar – acrílico, com a ajuda das marcações da mesa, 
foram registrados os ângulos de incidência 𝜃1, reflexão 𝜃′1 e refração 𝜃2. Tais dados 
são apresentados nos gráfico abaixo. A partir destes ângulos, considerando o índice 
de refração do ar igual a 1, pela lei de Snell foi determinado o índice de refração do 
acrílico. 
 
Para luz vermelha do lazer foi construido o seguinte gráfico para os valores 
de ângulos medidos. 
 
 
 
Para luz braca policromática foi construido o seguinte gráfico para os valores 
de ângulos medidos. 
 
 
 
O procedimento anterior foi repetido para o caso acrílico – ar. Os dados 
coletados estão dispostos nos gráficos abaixo. 
Neste procedimento verificou-se que para o ângulo de 40º o raio refratado 
deixava de ser observado. 
 
Para luz vermelha do lazer foi construido o seguinte gráfico para os valores 
de ângulos medidos. 
 
 
 
Para luz braca policromática foi construido o seguinte gráfico para os valores 
de ângulos medidos. 
 
 
 
CONCLUSÃO 
 
Pela teoria o ângulo de incidência e o ângulo de reflexão devem ser iguais. 
Isso foi verificado e demonstra-se com o fato de 𝜃1 e 𝜃′1 serem idênticos. Como era 
esperado, devido aos índices de refração diferentes dos dois meios formaram-se os 
raios de reflexão e refração. Considerando erros experimentais aleatórios, a estimativa 
é bastante próxima do valor encontrado na bibliografia. 
No segundo procedimento, aumentando gradativamente o ângulo de 
incidência, notou-se que para 40º ocorria a reflexão interna total. 
Observando-se a dispersão da luz. Para cada uma das componetes 
monocromáticas constatadas, observou-se um ângulo de dispersão diferente. Isso se 
deve à variação do indice de refração conforme o comprimento de onda e 
consequentemente à velocidade da onda eletromagnética que compõe cada cor. 
Dos grandes telescópios às redes de telelecomunicação as leis da refração e 
reflexão são amplamente utilizadas. Com os experimentos realizados constatou-se a 
validade destas leis e sua abrangência, ampliando ideias para aplicações em linhas de 
pesquisa e utilidades para o dia a dia.