RELATORIO FISICA OPTICA

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CENTRO UNIVERSITÁRIO ESTÁCIO DE SÁ 
ALUNO SULLIVAN ALEXANDRE OLIVEIRA 
MATRÍCULA 201608038254 
 
PROFESSOR VINÍCIO FERREIRA 
 
 
 
 
 
 
FÍSICA EXPERIAMENTAL II 
ÓTICA GEOMÉTRICA 
 
 
 
 
 
 
 
BRASÍLIA 
2017 
 
 
 
 
 
 1. INTRODUÇÃO 
 
2. Fundamentos da ótica e propriedades dos espelhos. 
Óptica é um campo da física que estuda os fenômenos relacionados à luz. De 
modo que, devido ao fato do sentido da visão ser o fator e o sentido que mais contribui para a 
aquisição e desenvolvimento do conhecimento, a óptica é uma ciência que é muito estudada 
desde tempos antigos, surgindo a partir do momento em que as pessoas começaram a fazer 
questionamentos sobre o funcionamento da visão e sua relação com os fenômenos ópticos. É 
baseado principalmente na noção de um raio ou feixe de luz. 
A origem da luz é a mesma origem do som, contudo, as luzes que conseguimos 
enxergar assim como o som que conseguimos ouvir estão concentradas em uma faixa de 
frequências. Luz é o nome dado à forma como nosso cérebro interpreta os sinais que ele 
recebe da retina quando nela incidem radiações eletromagnéticas de determinada faixa de 
frequências. 
Os princípios fundamentais da óptica são: 
1º - Princípio da Propagação Retilínea: a luz sempre se propaga em linha reta; 
 
 
 
2º - Princípio da Independência de raios de luz: os raios de luz são 
independentes, podendo até mesmo se cruzar e não ocasionar nenhuma mudança em relação à 
direção dos mesmos; 
 
 
 
3º - Princípio da Reversibilidade da Luz: a luz é reversível. Por exemplo, se 
vemos alguém através de um espelho, certamente essa pessoa também nos verá. Assim, os 
raios de luz sempre são capazes de fazer o caminho na direção inversa. 
 
 
 
2.2. Reflexão da Luz 
 
A reflexão da luz é um fenômeno óptico que ocorre quando a luz incide, bate, 
atinge uma superfície e retorna ao seu meio de origem, Os espelhos são os principais 
instrumentos utilizados com base nesse fenômeno. Esse processo pode ser classificado como 
regular ou difuso. 
No processo classificado como Reflexão Regular, nesse tipo de reflexão, os raios 
refletidos ficam paralelos uns aos outros. É esse tipo de reflexão que forma a imagem de 
superfícies altamente polidas, como os espelhos, metais ou a superfície de um lago. A imagem 
que se forma nesse tipo de superfície é altamente nítida, porém, ela não pode ser observada de 
diferentes posições, dependendo da posição que você estiver, não conseguirá ver sua imagem 
como perceber, de outro modo eu pude perceber no laboratório que conseguia ver apenas os 
colegas de classe que estavam na mesma posição que eu, porem que do outro lado da sala pois 
a imagem volta ao meio com o mesmo ângulo de incidência. Por meio desse fenômeno posso 
relatar o experimento realizado utilizando um espelho plano, um laser de cor verde e “bom 
ar”, e o que percebemos pode ser ilustrado na imagem abaixo para os casos citados: 
 
 
Reflexão difusa bem como podemos chamar também como difusão da luz, ou 
seja, que está espalhada e ou disseminada, esse tipo de reflexão acontece quando a luz incide 
sobre uma superfície irregular e esta a reflete. Os raios de luz refletidos se espalham em várias 
direções diferentes. Ao se olha um papel meio amassado, ou uma roupa embolada são 
exemplos de difusão, pois quando olhamos para a superfície dos objetos citados, os raio de 
incidência são diferentes dos refletidos devido a superfície ser irregular, porosa, rugosa, 
enfim, dessa natureza. A imagem abaixo pode representar graficamente: 
 
 
 
Leis da Reflexão 
1ª Lei da Reflexão: A normal , o raio incidente e o raio refletido estão no mesmo 
plano. Esta lei garante que possamos desenhar os raios em uma folha de papel. 
2ª Lei da Reflexão: O ângulo de incidência representado pela (i) e o ângulo de 
reflexão (r) são iguais. 
 
 
 
2.3. Refração da Luz 
A Refração é o fenômeno físico que ocorre com a luz quando ela passar de um 
meio homogêneo e transparente para outro meio também homogêneo e transparente, porém 
diferente do primeiro, como exemplo uma luz que se propaga no ar de posteriormente na 
água. Nessa mudança de meio, podem ocorrer mudanças na velocidade de propagação e na 
direção de propagação, porém não sofre mudança na frequência. 
 
 
Meio homogêneo: é o meio no qual todos os pontos apresentam as mesmas 
propriedades físicas, como a densidade, pressão e temperatura. 
Meio transparente: é o meio através do qual podemos visualizar nitidamente os 
objetos. 
Meio isotrópico: é o meio no qual a velocidade da luz é a mesma em qualquer que 
seja sua direção de propagação 
 
1ª Lei da Refração: a 1ª lei da refração nos diz que o raio incidente (raio 1), o 
raio refratado (raio 2) e a reta normal ao ponto de incidência (reta tracejada) estão contidos no 
mesmo plano. 
2ª Lei da Refração - Lei de Snell: a 2ª lei da refração é utilizada para calcular o 
desvio dos raios de luz ao mudarem de meio, e é expressa por: 
: 
Mas também, sabemos que: 
 
De modo que ainda temos: 
 
Ao agruparmos estas equações então temos forma completa da Lei de Snell: 
 
 
 
 
2. OBJETIVO 
Tem como objetivo explorar, estudar, compreender e aplicar as propriedades e leis 
relacionados aos fenômenos luminosos ligados à espelhos em gerais, raios luminosos, lentes e 
muitos outros fenômenos que já fundamentamos ao decorrer deste relatório. 
 
3. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
3.1. Experimento Reflexão sala de aula 
Sobre esse momento em sala de aula, foi usado um espelho plano, um borrifador 
de água e um laser comum de cor vermelha. Só foi possível visualizar a trajetória da Luz 
devido as moléculas de H2O borrifadas no ar. Neste caso, o raio incidente forma um ângulo de 
mesmo grau em relação ao raio refletido, podendo ficar ilustrado na imagem abaixo: 
 
 
3.2. Tempo de Voo da Luz Distância medida com Trena Laser 
Usando a trena laser, nosso ilustríssimo professor Vinício Ferreira, aferiu o 
comprimento da nossa sala de aula em 11,36 metros. Sabendo o comprimento da sala de aula, 
bem como a velocidade que a luz percorre a cada segundo, notada em 299792458 m/s, usando 
simples regra de 3, é possível determinar a velocidade com que a luz viajou os 11,36m de 
distância: 299792458m → 1s 
 11,36m → Xs? Logo, a velocidade que a luz percorreu a sala foi de 
3,79x10-8 m/s. 
 
3.3. Associação de Espelhos Planos 
Como mostra a imagem abaixo para ilustração do equipamento utilizado, foi 
montado os espelhos planos e foram colocados a um ângulo de 720, com ângulo de 360 de 
cada lado da normal, tendo como referencia o vídeo postado no moodle. 
 
Foi verificado 4 parafusos na imagem, podemos também através do ângulo 
determinar matematicamente o numero de imagens para cada ângulo proposto, nesse caso o 
de 720, usando a equação n=
360
72
 – 1 → n = 5-1 → n = 4 imagens. 
 
3.2. Indice de Refração do Acrilico em Relação ao Ar 
 
 
Dados obtidos no experimento Acrílico Ar 
αi senαi αR senαR senαi÷senαR 
100 0,173 60 0,104 1,66 
200 0,342 130 0,224 1,526 
300 0,5 190 0,325 1,53 
400 0,642 250 0,422 1,521 
500 0,766 310 0,515 1,487 
 
Média 
1,5448 
 
Cálculo índice refração acrílico ar literatura: 
ƝACL = 
𝐶
𝑉
 = 1,49 → 
 299792458
1,49
 → ƝACL = 2,01.108m/s 
Cálculo índice refração acrílico ar experimento: 
ƝACL = 
𝐶
𝑉
 = 1,5448 → 
 299792458
1,5448
 → ƝACL = 1,94.108m/s 
Margem de erro = (2,01 – 1,94) ÷ 2,01 = 0,03% 
 
 
3.3. Indice de Refração do Ar em Relação ao Acrílico. 
 
Dadosobtidos no experimento Acrílico Ar 
αi senαi αR senαR senαi÷senαR 
50 0,087 7,50 0,130 0,669 
100 0,173 14,50 0,250 0,692 
150 0,258 22,50 0,382 0,675 
200 0,342 30,50 0,507 0,674 
25° 0,422 39,50 0,636 0,663 
300 0,5 48,50 0,748 0,668 
350 0,573 53,50 0,803 0,713 
 
Média 
0,679 
 
Cálculo índice refração ar acrílico literatura: 
ƝAR = 
𝐶
𝑉
 = 1,00 → 
 299792458
1,00
 → ƝAR = 3.108m/s 
Cálculo índice refração acrílico ar experimento: 
ƝAR = 
𝐶
𝑉
 = 0,679 → 
 299792458
0,679
 → ƝAR = 4,42.108m/s 
Margem de erro = (3,0 – 4,42) ÷ 3 = 4,73% 
 
4. CONCLUSÃO 
A partir dos experimentos realizados foi possível verificar na prática as leis da 
reflexão, da refração e as propriedades das lentes. Dessa maneira as práticas alcançaram os 
seus respectivos objetivos em todos os casos, foram observados o surgimento de imagens 
virtuais e reais tanto nas lentes como nos espelhos. 
A velocidade da luz no vácuo, denotada pela letra C, é, por definição, igual a 299 
792 458 metros por segundo. O símbolo C origina-se do latim celeritas, que significa 
velocidade ou rapidez. A velocidade da luz em um meio material transparente, tal como o 
vidro ou o ar, é menor que c, sendo a fração função do índice de refração do meio. 
 
5. BIBLIOGRAFIA 
 
Halliday, D., Resnick, R., Walker, J. – Fundamentos de Física volume 2 - São 
Paulo: Livros Técnicos e Científicos Editora, 8ª Edição, 2011 
 
Keller, Frederick J., Gettys, W. Edward, Skove, Malcolm J; Física volume 2 - São 
Paulo: Pearson Education do Brasil, 1999. 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Velocidade_da_luz