RELATÓRIO 1 - REFLEXÃO DA LUZ

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE - UFCG
CENTRO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA – CTT
UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA – UAF
LABORATÓRIO DE ÓTICA ELETRICIDADE E MAGNETISMO
RELATÓRIO 1: REFLEXÃO DA LUZ
ALUNO: DAVID ISMAEL DA SILVA SOUSA. MATRICULA: 116111221 
TURMA: 07 PROFESSOR: MARCOS GAMA NOTA: 
CAMPINA GRANDE
2017
INTRODUÇÃO
	A reflexão da luz, que ocorre quando um raio luminoso que se propaga no ar incide na superfície de um bloco e retorna para o meio de origem, parte desse raio incidente é refratado pelo outro meio/lado do objeto. Sobre a refração dos raios luminosos, ocorre quando uma parte do raio incidente penetra e passa para o outro lado/meio.
	O ângulo que os raios incidente e refletido, forma com a normal são iguais, e o ângulo que o raio refratado faz com a normal é diferente dependendo o ângulo do raio de incidência chega a superfície. 
	
Leis da Reflexão 
	1 – O raio incidente, a normal à superfície refletora no ponto de incidência e o raio refletido pertencem a um mesmo plano.
	2 – O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.
Leis da Refração
	1- O raio refratado está no plano de incidência.
	2- Para dois meios dados, o senso do ângulo de incidência e o seno do ângulo de refração estão numa razão constante. 
Espelhos planos 
	É denominado espelho plano, uma superfície plana regular que reflete a luz intensamente. Quando um objeto é posto diante de um espelho plano, os raios da fonte luminosa sofrem reflexão regular. As principais propriedades de um espelho plano são a simetria entre os pontos objeto e imagem e que a maior parte da reflexão que acontece é regular.
	Qualquer pessoa ao se olhar num espelho plano percebe que sua imagem, embora pareça idêntica a ela, apresenta uma interessante diferença: se a pessoa erguer sua mão esquerda, a imagem esgueira sua mão direita; se a pessoa estiver escrevendo com a mão direita, a imagem aparecerá escrevendo com a mão esquerda.
	Quando dois espelhos planos são colocados de modo a formarem um ângulo entre os mesmos, e se for posto um objeto entre eles, devido a reflexão da luz, origina-se várias imagens. O número de imagens pode ser calculado através da equação:
	Pela equação, quando o valor de fosse igual a 0, o número de imagens formada pelos espelhos seria infinita, matematicamente a equação qualquer número dividido por 0 é uma indeterminação, porém, para a física interpretamos de outra maneira. 
Espelhos esféricos
	Chamamos espelho esférico qualquer calota esférica que seja polida e possua alto poder de reflexão. Essa calota possui duas fases, uma interna e outra externa. Quando a superfície refletiva considerada for a interna, o espelho é chamado côncavo, já nos casos onde a face refletiva é a externa o espelho é chamado convexo.
	Os elementos geométricos das esferas são:
· – Centro de curvatura do espelho; 
· raio de curvatura do espelho; 
· – Vértice do espelho (polo da calota esférica); 
· – Foco
· – ângulo de abertura do espelho; 
· – eixo principal do espelho: reta onde estão situados o centro e o vértice do espelho; 
· – eixo secundário do espelho: toda e qualquer reta que contenha o centro de curvatura do espelho (com exceção do eixo principal).
	As imagens podem ter algumas propriedades, que podem ser invertidas ou direita, real ou virtual, maior ou menor.
	Para os espelhos esféricos temos uma equação que nos indica a relação matemática existente entre a posição de um objeto S, sua imagem S’ e a distância focal
	Pela análise desta equação notamos que quanto maior for o raio de curvatura do espelho, mais se aproxima S de S’, tornando-se assim em praticamente um espelho plano. A ampliação m de uma imagem depende da localização do objeto e de sua imagem com relação ao espelho, pois isto dará a altura y’ da imagem. Essa ampliação pode ser quantificada através da seguinte equação:
	Uma observação importante sobre a formação de imagens nos espelhos esféricos é a de que quando m for positiva, a imagem é direta, e quando m for negativa, a imagem será invertida. Temos ainda: quando o objeto está situado entre o foco e o espelho, a imagem é ampliada e direta; quando o objeto estiver situado após o centro de curvatura do espelho, a imagem formada será reduzida e invertida.
Lentes 
MATERIAL UTILIZADO
· Fonte de luz branca (experimentos 1, 3, 4);
· Chave de liga e desliga (experimentos 1, 3, 4);
· Alimentação bivolt (experimentos 1, 3, 4);
· Sistema de posicionamento do filamento (experimentos 1, 3, 4);
· Base metálica com duas mantas magnéticas (experimentos 1, 3, 4);
· Escala lateral de (experimentos 1, 3, 4);
· Superfície refletora conjugada: côncava, convexa e plana (experimentos 1, 3, 4);
· Diafragma com uma fenda (experimentos 1);
· Diafragma com cinco fendas (experimentos 3, 4);
· Lente de vidro convergente plano-convexa com , (experimentos 1, 3, 4);
· Cavaleiro metálico (experimentos 1, 3, 4, 5);
· Suporte de disco giratório (experimentos 1, 2, 3, 4);
· Disco giratório com escala angular e subdivisões de (experimentos 1, 2, 3, 4);
· 2 espelhos planos (experimentos 2);
· 2 fixadores de espelhos planos (experimentos 2);
· Espelho côncavo e de distância focal (experimento 5);
· Régua de (experimento 5);
· Anteparo para projeção com fixadores magnéticos (experimento 5);
· Caixa de fosforo (experimento 5).
PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
AS LEIS DE REFLEXÃO: ESPELHOS PLANOS 
	Montar o cavaleiro metálico, colocando em um dos seus lados o diafragma com uma fenda e na outra uma lente convergente de distância focal de . Ajustar a posição do conjunto para que o filamento da lâmpada fique no fico da lente. Ligar a fonte de luz e ajustar o feixe de luz para que fique no centro do disco giratório, o feixe de luz entre em e saia em do transferidor. A figura 1 mostra como deve estar a montagem do equipamento.
Figura 1
	Colocar o espelho plano no disco giratório e variar seu ângulo de incidência de em . Na tabela 1, anotar os ângulos de reflexão correspondente. 
ASSOCIAÇÃO DE ESPELHOS PLANOS 
	Com o suporte e o disco giratório montados, colocar os espelhos planos com os fixadores sobre o disco. O ângulo formado entre eles deve ser de . E colocar um objeto entre eles para medir o número de imagem formada. A figura 2 mostra como deve estar a montagem do equipamento.
Figura 2
	Para realizar o experimento, deve variar o ângulo entre os espelhos (, 45, 60 e 120). Calcular o número de imagens esperado teoricamente pela equação:
	Comparar com o número de imagens experimental e preencher a TABELA 2. 
REFLEXÃO DA LUZ EM ESPELHOS CÔNCAVOS 
	Utilizando a mesma montagem do 1 primeiro experimento de montar o cavaleiro metálico, colocando em um dos seus lados o diafragma com cinco fenda e na outra uma lente convergente de distância focal de . Ajustar a posição do conjunto para que o filamento da lâmpada fique no fico da lente. Ligar a fonte de luz e ajustar o raio de luz para que fique no centro do disco giratória, o feixe de luz entre em e saia em do transferidor. A figura 3 mostra como deve estar a montagem do equipamento.
Figura 3
	
	Colocar o espelho côncavo, e ajustar para que o feixe luminoso fique paralelo ao eixo principal do espelho. A partir disso, analisar e identificar os principais elementos de um espelho côncavo. 
REFLEXÃO DA LUZ EM ESPELHOS CONVEXOS 
	Utilizando a mesma montagem do 1 primeiro experimento de montar o cavaleiro metálico, colocando em um dos seus lados o diafragma com cinco fenda e na outra uma lente convergente de distância focal de . Ajustar a posição do conjunto para que o filamento da lâmpada fique no fico da lente. Ligar a fonte de luz e ajustar o raio de luz para que fique no centro do disco giratório, o feixe de luz entre em e saia em do transferidor. A figura 4 mostra como deve estar a montagem do equipamento.
Figura 4
	Colocar o espelho convexo, e ajustar para que o feixe luminoso fique paralelo ao eixo principal do espelho. A partir disso, analisar e identificar os principais elementos de um espelho côncavo.
DISTANCIAFOCAL DE UM ESPELHO CÔNCAVO 
	A montagem do equipamento deve estar de acordo com a figura 5, no qual, cotem, um espelho côncavo de distância focal de para projetar a imagem (vela acessa) no anteparo. Variando a distância da vela ao espelho entre e , chamamos de . Em seguida, ajustar a posição do anteparo para que a imagem projetada fique nítida. Movimentamos para frente e para trás para ter a nitidez no anteparo. Ao ter a imagem nítida no anteparo, medimos a distância da imagem ao espelho .
Figura 5
	Utilizando a equação de Gauss para calcular a distância focal do espelho:
Todos os resultados obtidos devem ser colocados na tabela 3.
RESULTADOS E DISCURSÕES 
AS LEIS DE REFLEXÃO: ESPELHOS PLANOS 
TABELA 4-1:
						 TABELA 1
	Com relação a Tabela 1, que o ângulo de incidência dos raios de luz é igual ao ângulo de reflexão, assim como enuncia a 2° Lei da Reflexão: “O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão” 
Dessa forma podemos enunciar as Leis da Reflexão que são: 
	1 – O raio de incidente, a normal à superfície refletora no ponto de incidência e o raio refletido pertencem a um mesmo plano.
	2 – O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.
ASSOCIAÇÃO DE ESPELHOS PLANOS 
							 TABELA 2
	Se colocássemos dois espelhos em paralelo e o objeto no meio deles o número de imagens esperado seria infinito, pois cada imagem em um espelho representa outro espelho e outro objeto.
REFLEXÃO DA LUZ EM ESPELHOS CÔNCAVOS 
	Pode-se observa no espelho côncavo que todos os raios luminosos que incidem no espelho, refletem e convergem para um único ponto (teoricamente chamando de foco ). Este ponto de cruzamento do feixe refletido é chamando de foco. Com relação à formação da imagem de objetos posto em frente ao espelho côncavo ela depende da posição do objeto sobre o eixo principal. 
REFLEXÃO DA LUZ EM ESPELHOS CONVEXOS 
	Pode-se observar no espelho convexo, que a continuação dos raios refletidos é que leva ao surgimento de um ponto de cruzamento entre os raios, chamando teoricamente de foco , como é formado por prolongamentos imaginários, é chamado de foco virtual. 
	Com relação à formação da imagem de objetos posto em frente ao espelho convexo, ela é denominada de real, direita, menor. Pois, o ponto de cruzamento dos raios luminosos é formado na atrás do espelho o que proporciona a diminuição no tamanho da imagem. Para exemplificar melhor temos a Figura 6, e está em anexo o desenho dos raios de luz incidentes e os refletidos.
Figura 6: Representação da formação de imagem em espelhos convexos. 
DISTANCIA FOCAL DE UM ESPELHO CÔNCAVO 
	
	
	
	
	1
	50
	29,5
	18,86
	2
	45
	32,5
	18,90
	3
	42
	34,4
	18,91
	4
	37
	39,0
	18,98
	5
	30
	50,5
	18,81
 TABELA - 3
	O valor médio da distância focal dos resultados é calculado por:
	E seu valor é igual a: (calcula em anexo).
	A imagem projetada no anteparo é invertida e real. Invertida, porque a imagem aparece invertida no anteparo branco e real, pois ela é formada pelos feixes de luz que são refletidos.
CONCLUSÃO 
	Concluindo, ao realizar os experimentos verificamos as leis de reflexão, distinguir os diferentes tipos de espelhos (planos, convexos, côncavo) e as lentes (divergente, convergente).
	Confirmamos a equação que diz o número teóricos de imagens formadas na associação de espelhos planos que é igual ao número real de imagens 
	Os elementos dos espelhos (convexos e côncavo) e o comportamento dos raios luminosos e da imagem gerada.
REFERÊNCIAS
<https://www.resumoescolar.com.br/fisica/espelhos-concavos-e-convexos/> acessado em 29/10/2017
<http://www.sofisica.com.br/conteudos/Otica/Reflexaodaluz/reflexao.php> acessado em 29/10/2017
NASCIMENTO, P. N.; SILVA, L. D.; ARAUJO, L; GAMA, M. J. A.; SOUSA, T. R. N. Laboratório de Óptica Eletricidade e Magnetismo: Física Experimental II. 2017.2. 270p.
ANEXO 
Comportamento dos raios luminosos no espelho côncavo:
Comportamento dos raios luminosos no espelho convexo: