LABOEM - Reflexão de Luz - Experimento (1)

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REFLEXÃO DA LUZ 
 
 
Universidade Federal de Campina Grande - UFCG 
Curso: Engenharia Elétrica 
Disciplina: Laboratório de Óptica de Eletricidade e Magnetismo 
Turma: 10 
Professor: Marcos Gama 
Aluna: Larissa Barbosa Vieira 
Matrícula: 119210469 
 
 
 
 
 
 
Campina Grande, PB 
02 de julho de 2021 
 
Introdução: 
 A reflexão da luz é um fenômeno que ocorre quando um raio de luz incide sobre um superfície e 
parte desse raio retorna, esse processo de retorno é chamado de reflexão. A reflexão possui duas 
leis, onde a primeira nos diz que o raio incidente, a normal a superfície refletora no ponto de 
incidência e o raio refletido pertencem ao mesmo plano. Já a segunda lei determina que o ângulo de 
incidência é igual ao ângulo de reflexão. Os objetivos esperados desses experimentos são a 
confirmação experimental de tudo o que já foi apresentado teoricamente, sobre a reflexão da luz 
em diferentes superfícies espelhadas. 
 
4.1.1 AS LEIS DA REFLEXÃO – ESPELHOS PLANOS 
MATERIAL UTILIZADO: 
1-Fonte de luz branca 12V - 21W, chave liga-desliga, alimentação bivolt e sistema de posicionamento 
do filamento; 
2-base metálica 8 x 70 x 3cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700mm; 3- superfície 
refletora conjugada: côncava, convexa e plana; 
4-diafragma com uma fenda; 
5- lente de vidro convergente plano-convexa com Ø = 60mm, DF = 120mm, em moldura plástica com 
fixação magnética; 
6-cavaleiro metálico; 
7- suporte para disco giratório; 
8- disco giratório Ø = 23cm com escala angular e subdivisões de 1º. 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
1 - Montar o equipamento conforme foto abaixo (Fig.4-1). 
 
Figura 41 Montagem para o experimento: Espelhos planos 
Fonte:Azeheb - Laboratórios de Física 
2 - Colocar em um lado do cavaleiro metálico o diagrama com uma fenda e do outro lado uma lente 
convergente de distância focal 12cm. 
3 - Ligue a fonte de luz, ajustar a posição do conjunto para que o filamento da lâmpada fique no foco 
da lente; ajustar o raio luminoso bem no centro do transferidor; 
4 - Colocar o espelho plano no disco ótico e girar o disco ótico de forma que o ângulo de incidência 
varie de 10° em 10°. 
5 - Anotar as medidas dos ângulos de reflexão correspondentes na Tabela 1.Os dados da primeira 
coluna representa os ângulos previstos e após variar o ângulo de incidência os dados obtidos serão 
os da segunda coluna. 
Ângulo de incidência (I) 
(Escolhido) 
Ângulo de reflexão (R) 
(Medidos) 
0° 0,0° 
10° 10,5° 
20° 20,0° 
30° 29,8° 
40° 40,0° 
50° 50,0° 
60° 60,0° 
70° 72,0° 
Tabela 1 - Os valores medidos são simulados 
6 - Com base nos valores da Tabela 1, que relação existe entre o ângulo de incidência e o ângulo de 
reflexão? Descreva. Discutir o desvio na última leitura. 
RESPOSTA: Na teoria os ângulos de incidência e de reflexão são iguais. Porém, na análise de 
laboratório, existe um pequeno erro quanto a medição de valores. No entanto, eles são 
aproximadamente iguais, essa é a relação que existe entre eles. 
Quanto a última leitura podemos considerar como pequeno erro de medição ou defeito do 
equipamento. 
 
7 - Com base nas observações acima escrever as leis da reflexão. 
RESPOSTA: A primeira Lei de Reflexão afirma que os raios de luz incidente e refletido precisam 
formar o mesmo ângulo com relação à direção normal. 
A segunda Lei de Reflexão afirma que os raios de luz incidente e refletido precisam estar contidos no 
mesmo plano. 
 
Conclusão da parte 4.1.1 
 Com base nas leis da reflexão vimos que os raios de incidência e reflexão são iguais. A pequena 
variação entre eles vista no experimento pode ser desconsiderada devido aos erros experimentais 
que ocorrem durante o experimento. Portanto, as Leis são experimentalmente comprovadas. 
 
4.1.2 ASSOCIAÇÃO DE ESPELHOS PLANOS 
MATERIAL UTILIZADO: 
1 - 2 espelhos planos 60x80mm; 
2 - 2 fixadores de espelho plano; 
3 - 1 suporte para disco giratório; Ø = 23cm com escala angular e subdivisões de 1º; 
4 - 1 suporte para disco giratório; 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
1 - Montar o equipamento conforme foto abaixo (Fig.2). 
 
Figura 2 - Montagem para o experimento Associação de espelhos planos 
Fonte: Azeheb - Laboratórios de Física 
2 - Colocar os espelhos planos sobre o transferidor formando um ângulo de 90° entre eles; 
3 - Colocar um objeto entre os espelhos e contar o número de imagens formado pelos espelhos. 
Nmedido = RESPOSTA: 3 
 
4 - Calcular o número de imagens esperado teoricamente. O resultado obtido foi o esperado? 
Equação que determina as imagens formadas. 
RESPOSTA: Sim, pois o alfa correspondia a 90° resultando em 3 imagens. 
5 - Realizar mesmos procedimentos para a associação de espelhos com ângulos de 30°, 45º, 60°, 90° 
e 120°. Preencher a Tabela 2 com os resultados. 
Ângulo entre 
espelhos 
N teórico N medido 
30° 11 11 
45° 7 7 
60° 5 5 
90° 3 3 
120° 2 2 
Tabela 2 - Valores nominais e medidos (simulados) do número de imagens entre espelhos. 
6 - O que esperaríamos no caso de 2 espelhos colocados em paralelo, um de frente para o outro, e 
um objeto entre eles? Qual o número de imagens esperado? Comente. 
RESPOSTA: Podemos esperar um número muito grande de imagens. Pois, de acordo com a fórmula 
da questão 3, o alfa seria igual a 0 (zero), isso ocasionaria um número infinito. 
Conclusão da parte 4.1.2: 
 Conclui-se que, experimentalmente, a equação 
 é verdadeira, pois determina o número de imagens entre dois 
espelhos de acordo com seu ângulo. Podendo, também, gerar infinitas imagens se os espelhos forem 
dispostos de maneira paralela. 
 
4.1.3 ESPELHOS ESFÉRICOS – ESPELHOS CÔNCAVOS 
MATERIAL UTILIZADO: 
1- Fonte de luz branca 12V – 21W, chave liga-desliga, alimentação bivolt e sistema de 
posicionamento do filamento; 
2- Base metálica 8 x 70 x 3cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700mm; 
3- Superfície refletora conjugada: côncava, convexa e plana; 
4- Diafragma com cinco fendas; 
5- Lente de vidro convergente plano-convexa com Ø = 60mm, DF = 120mm, em moldura plástica 
com fixação magnética; 
6- Cavaleiro metálico; 
7- Suporte para disco giratório; 
8- Disco giratório Ø23cm com escala angular e subdivisões de 1º. 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
1 - Montar o equipamento conforme foto abaixo (Fig.43). 
 
Figura 3 Montagem para o experimento Reflexão da luz em espelhos côncavos 
Fonte: Azeheb - Laboratórios de Física 
2 - Utilizar a mesma montagem do primeiro experimento e colocar no disco ótico o espelho côncavo. 
3 - Substituir o diafragma de uma fenda pelo diafragma de 5 fendas e ligar a fonte de luz. Posicionar 
a lente convergente para correção do feixe, isto é, para que fiquem paralelos entre si. 
4 - Ajustar o feixe luminoso paralelamente ao eixo principal do espelho côncavo. Desenhar a figura 
que aparece, com a convergência dos 5 feixes incidentes no espelho côncavo. 
 
5 - Identificar os elementos principais do espelho côncavo. Simule a determinação do foco (medindo 
com uma régua) o procedimento do item 4. 
RESPOSTA: Os principais elementos do espelho côncavo são: o centro de curvatura (C) , o vértice (V), 
o foco (F), distância focal (f), raio de curvatura (R) e o eixo principal (e), que passa por esses três 
pontos. 
6 - Como se chama o ponto de cruzamento do feixe refletido com o eixo principal do espelho 
côncavo? 
RESPOSTA: Foco. 
7 - No espelho côncavo o foco é real ou virtual? 
RESPOSTA: Real. 
8 - Enunciar as propriedades do raio luminoso do espelho côncavo. 
RESPOSTA: 1 - No espelho convexo como em todo espelho esférico, todo raio luminoso que 
passa pelo centro de curvatura, reflete sobre si mesmo. 
2 - Todo raio que incide paralelamente ao eixo principal reflete-se numa 
direção que passa pelo foco. 
3 -Todo raio que incide numa direção que passa pelo foco principal reflete-se 
paralelamente ao eixo principal. 
 
Conclusão da parte 4.1.3: 
 Com os resultadosobtidos podemos realmente comprovar todas as propriedades de um raio 
luminoso refletido em um espelho côncavo. 
 
4.1.4 ESPELHOS ESFÉRICOS – ESPELHOS CONVEXOS 
MATERIAL UTILIZADO: 
1 - Fonte de luz branca 12V – 21W, chave liga-desliga, alimentação bivolt e sistema de posicionamento 
do filamento; 
2 - Base metálica 8 x 70 x 3cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700mm; 
3 - Superfície refletora conjugada: côncava, convexa e plana; 
4 - Diafragma com cinco fendas; 
5 - Lente de vidro convergente plano-convexa com Ø = 60mm, DF = 120mm, em moldura plástica com 
fixação magnética; 
6 - Cavaleiro metálico; 
7 - Suporte para disco giratório; 
8 - Disco giratório Ø23cm com escala angular e subdivisões de 1º. 
 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
1 - Montar o equipamento conforme foto abaixo (Fig.4-4). 
 
Figura 44 Montagem para o experimento Reflexão da luz em espelhos convexos 
Fonte:Azeheb - Laboratórios de Física 
2 - Utilizar a mesma montagem do experimento anterior e colocar no disco ótico o espelho convexo. 
3 - Ajustar o feixe luminoso paralelamente ao eixo principal do espelho convexo. Desenhar a figura 
que aparece, com a convergência dos 5 feixes incidentes no espelho convexo. 
 
4 - Identificar os elementos principais do espelho convexo. Simule a determinação do foco (medindo 
com uma régua) o procedimento do item 3. 
RESPOSTA: Centro de curvatura (C), raio de curvatura (R), vértice (V), foco (F), distância focal (f) e 
eixo do espelho (e). 
5 - Como se chama o ponto de cruzamento do feixe refletido com o eixo principal do espelho 
convexo? 
RESPOSTA: Foco. 
6 - No espelho convexo o foco é real ou virtual? Comente sua resposta. 
RESPOSTA: Virtual, porque os raios refletidos estão divergindo. Justificado pelo foco ser criado 
dentro do espelho. 
7 - Enunciar as propriedades do raio luminoso do espelho convexo. 
RESPOSTA: 1 – se um raio incidir perpendicularmente em uma superfície do espelho convexo e o 
raio é direcionado ao centro, o raio reflete-se sobre si mesmo. 
2 – se um raio incidir paralelamente ao eixo principal do espelho convexo, o raio é refletido em 
direção ao foco. 
3 – se um raio incidir em direção ao foco, o raio será refletido paralelamente ao eixo principal do 
espelho convexo. 
4 – todo raio que incidir sobre o vértice do espelho convexo, o raio é refletido com ângulo de 
reflexão igual ao ângulo de incidência. 
 
Conclusão da parte 4.1.4: 
 Com os resultados apresentados podemos concluir que o espelho convexo de fato possui um foco 
e ele é virtual, pois é obtido pelo prolongamento dos raios de luz refletidos que convergem para o 
ponto focal sobre o eixo principal, que se encontra atrás do espelho. 
 
4.1.5 DISTÂNCIA FOCAL DE UM ESPELHOS CÔNCAVO 
MATERIAL UTILIZADO: 
1 - Vela; 
2 - 2 cavaleiros metálicos; espelho côncavo Ø = 5cm e 20cm de distância focal, em moldura plástica 
com fixação magnética; trena de 2m; 
3 - Anteparo para projeção com fixador magnético; caixa de fósforos; 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL: 
1 - Montar o equipamento conforme foto abaixo (Fig.4-5). 
 
Figura 45 Montagem para o experimento Distância focal de um espelho côncavo 
Fonte: Azeheb - Laboratórios de Física 
2- Utilizar um espelho côncavo de distância focal 20cm para projetar a imagem do objeto (vela acesa) 
no anteparo; 
3- Colocar o espelho f=20cm à 50cm (D0 = 50cm) do objeto (vela acesa); 
4 - Ajustar a posição do anteparo para que a imagem projetada fique bem nítida (movimentar o 
anteparo para frente e para trás); 
5 - Medir a distância da imagem ao espelho. Di = 32,8cm. 
6 - Utilizar a equação de Gauss para calcular a distância focal do espelho: 
 Onde D0 é a distância objeto-espelho e Di é a distância espelho-imagem. 
7 - Colocar os resultados na Tabela4-3 e completa-la para outras posições do objeto: 
N D0 (cm) Di (cm) F(cm) 
1 50 32,8 19,8 
2 45 36 20,0 
3 42 39,0 20,2 
4 37 43,5 20,0 
5 30 60,5 20,1 
Tabela 4-3 Tabela que relaciona os valores medidos de D0 e Di (simulado) a fim de determinar o foco 
da lente. 
8 - Calcular o valor médio da distância focal. f =___20,02_______cm. 
9 - A imagem projetada no anteparo é real ou virtual? Comente. 
RESPOSTA: Real, porque a imagem é formada no anteparo. 
10 - A imagem projetada no anteparo é direta ou invertida? 
RESPOSTA: Invertida, porque toda imagem real é invertida. 
11 - Utilizando as propriedades do raio luminoso, fazer um desenho mostrado o espelho côncavo, o 
objeto e a formação da imagem no anteparo para D0 = 30cm (utilizar uma escala de 1:4) e informar 
as características da imagem. 
Nota: Lembre que é possível fazer esse diagrama para o objeto situado em diferentes posições (D0) 
em relação ao foco do espelho. O aluno deve ser capaz de fazer todos esses diagramas, tanto para 
espelhos côncavos quanto para convexos. 
 
Conclusão da parte 4.1.5: 
 Concluímos que a formação de imagens em espelhos côncavos, permitindo também o cálculo da 
distância focal do espelho utilizado. Também confirmamos que apenas imagens reais podem ser 
projetadas, já que seus raios de luz convergem fora do espelho. 
 
CONCLUSÃO: 
 Os experimentos vistos foram importantes para obtermos compreensão do fenômeno de reflexão 
de luz, como o funcionamento dos espelhos côncavos e convexos. Por fim, o experimento nos 
permitiu calcular e provar propriedades dos espelhos estudados. 
SUGESTÃO: 
 Sugiro o uso do simulador online link: https://phet.colorado.edu/sims/html/bending-
light/latest/bending-light_pt_BR.html para melhor dinâmica e interação nas aulas. O ambiente de 
EaD não tem sido fácil e momentos mais interativos, acredito, pode fazer com que fixemos mais o 
conteúdo. 
https://phet.colorado.edu/sims/html/bending-light/latest/bending-light_pt_BR.html
https://phet.colorado.edu/sims/html/bending-light/latest/bending-light_pt_BR.html