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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE- UFCG 
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA- CCT 
 UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA- UAF 
 DISCIPLINA: LAB ÓPTICA, ELETRICIDADE E MAGNETISMO. 
PROFESSOR: MARCOS JOSÉ DE ALMEIDA GAMA 
ALUNA: JULIA SANTOS ARRUDA 
MATRÍCULA: 118211026 
CURSO: ENGENHARIA ELÉTRICA 
TURMA: 10 
 
 
Experimento 2 – Refração da luz. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Campina Grande, 06 de julho de 2021. 
Introdução: 
 
 Na óptica temos os estudos de espelhos e lentes. Na física temos que a 
reflexão da luz tem por objetivo principal a compreensão da ciência que está 
envolvida nos espelhos, e refração é a ciência que estuda e compreende a 
ciência das lentes. 
 Quando a luz incidida está em um meio de propagação, esta pode ser 
refletida ou refratada. Neste segundo relatório temos os experimentos voltados 
para a ciência da refração da luz, sabendo que ambas as faces de uma lente 
são curvas, ou no formato de uma esfera e a outra é plana, a lente será 
chamada de esférica. Existem tipos diferentes de lentes, lentes convergentes: 
biconvexa, plano-convexa e convexa-côncava. E três tipos de lentes 
divergentes sendo essas: bicôncava, plano-côncava e convexo-côncavo. 
 Portanto, o objetivo desses experimentos propostos pelo professor 
Marcos José de Almeida Gama, no dia 03/07/2021 e apresentada de maneira 
remota, devido a pandemia do covid-19, é que seja possível comprovar 
empiricamente as leis da refração da luz, e apresentar de maneira prática e 
concisa que os raios paralelos ao eixo principal convergem com o foco 
principal. 
 
Material utilizado: 
Como temos o experimento da refração da luz dividido em cinco partes, 
teremos a lista de todos os materiais utilizados para cada parte. 
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; cavaleiro metálico. 
6 - Suporte para disco giratório. 
7 - Disco giratório Ø = 23cm com escala angular e subdivisões de 1°; 
8 - Perfil em acrílico semicircular. 
9 - Diafragma com cinco fendas. 
10 - Suporte metálico para o disco. 
11 - Perfil em acrílico biconvexo. 
12- Perfil em acrílico bicôncavo. 
13 - Lente de vidro convergente biconvexa com Ø = 50mm, DF = 50mm, em 
moldura plástica com fixação magnética; 
14 - Lente de vidro plano côncava Ø = 50mm, DF = 100mm, em moldura 
plástica com fixação magnética, 
15 - Cavaleiros metálicos. 
16 - Letra F vazada em moldura plástica com fixação magnética. 
17- Trena de 2m. 
18 - Anteparo para projeção com fixador magnético. 
Procedimentos experimentais: 
 No primeiro experimento, temos a montagem conforme (Fig.4-6), 
Colocar em um lado do cavaleiro metálico o diafragma com uma fenda e do 
outro lado uma lente convergente de distância focal 12 cm. Ajustar a posição 
do conjunto para que o filamento da lâmpada fique no foco da lente, ligar a 
fonte de luz e ajustar o raio luminoso bem no centro do transferidor, colocar o 
semicírculo no disco ótico, conforme foto e ajustá-lo no disco ótico de tal modo 
que o ângulo de incidência seja igual a 0°, e o ângulo de refração também 0º. 
Girar o disco variando o ângulo de incidência de 10° em 10°. Meça e anote os 
valores dos ângulos de refração medidos, na Tabela 1, e na segunda parte 
desse experimento temos que medir o ângulo de refração na Tabela 2. 
 Na segunda parte do experimento, temos a montagem conforme (Fig.4-
8), para mostrar as lentes convergentes. Substituir o diafragma de uma fenda 
pelo diafragma de cinco fendas e ligar a fonte de luz. Posicionar a lente 
convergente para correção do feixe, isto é, para que fiquem paralelos entre si, 
colocar no disco ótico o perfil de acrílico biconvexo. Ajustar o feixe luminoso 
paralelamente ao eixo principal da lente convergente. 
 Na terceira parte do experimento, temos a montagem conforme a (Fig. 
4-9), para o experimento de demonstração da lente divergente. Utilizar a 
mesma montagem do experimento anterior e colocar no disco ótico o perfil de 
acrílico bicôncavo. Fazer o esboço de uma lente divergente, e identificar os 
seus elementos principais e ajustar o feixe luminoso paralelamente ao eixo 
principal da lente divergente. 
 Na quarta parte do experimento, temos a montagem conforme a (Fig. 4-
10), para o experimento de demonstração da distância focal de uma lente 
convergente. Colocar na frente da fonte luminosa e a 4 cm uma lente 
convergente de distância focal 5cm. Essa lente é utilizada para iluminar o 
objeto (letra F); Ligar a fonte de luz, colocar a letra F na frente da lente e 
ajustar a posição do objeto para que fique bem iluminado e utilizar uma lente 
convergente de distância focal 10 cm para projetar o objeto no anteparo. 
Colocar a lente f = 10 cm e à 16 cm (D0 = 16cm) do objeto letra F, ajustar a 
posição do anteparo para que a imagem projetada fique bem nítida, medir a 
distância entre a imagem e a lente. Di = 24,0 cm. Utilizar a equação de Gauss 
para calcular a distância focal da lente, medir o comprimento do objeto, o 
comprimento da imagem e calcular o valor médio da distância focal. 
Na quinta parte do experimento, temos a montagem conforme a (Fig. 4-
11), para o experimento de demonstração do dióptro plano. Colocar em um 
lado do cavaleiro metálico o diafragma com uma fenda e do outro lado uma 
lente convergente de distância focal 12 cm, ajustar a posição do conjunto para 
que o filamento da lâmpada fique no foco da lente, ligar a fonte de luz e ajustar 
o raio luminoso bem no centro do transferidor, colocar o dióptro plano no disco 
ótico, conforme foto e ajustá-lo no disco de tal modo que o ângulo de incidência 
seja igual a 0°, e o ângulo de refração (ângulo de saída do dióptro) também 0°. 
Girar o disco a fim de obter um ângulo de incidência de 30°, desenhar no papel 
o contorno do dióptro e as trajetórias dos feixes incidente e refratado, desenhar 
no papel o contorno do dióptro e as trajetórias dos feixes incidente e refratado; 
Simule, usando um transferidor, os ângulos, Ɵ1, Ɵ2, Ɵ3 e Ɵ4 com uma régua, 
meça a espessura t do dióptro e o desvio lateral x. Calcule o desvio lateral x a 
partir da equação deduzida e compare com o valor medido no procedimento 
anterior. 
Dados e Tabelas: 
Tabela 1 – Índice de refração de um material 
Ângulo de incidência (i) 
(sugerido) 
sen(i) Ângulo de refração (r) 
(simulado) 
sen(r) sen(i) / sen(r) 
10° 0,173 6,5° 0,113 1,53 
20° 0,342 13,2° 0,228 1,50 
30° 0,500 19,5° 0,333 1,50 
40° 0,642 25,5° 0,430 1,49 
50° 0,766 29,0 0,484 1,58 
. 
Tabela 2 – Índice de refração de um material parte 2. 
Ângulo de incidência (i) 
(sugerido) 
sen(i) Ângulo de refração (r) 
(simulado) 
sen(r) sen(i) / sen(r) 
5° 0,087 7,5° 0,121 0,719 
10° 0,173 15,0° 0,258 0,670 
15° 0,259 22,5° 0,382 0,678 
20° 0,342 31,0° 0,515 0,664 
25° 0,423 39,5° 0,636 0,665 
30° 0,500 48,5° 0,748 0,668 
35° 0,574 59,0° 0,857 0,669 
40° 0,643 72,8 0,955 0,673 
45° 0,707 - - - 
 
Tabela 3 – Distância focal de uma lente convergente. 
N D0 (cm) 
(sugerido) 
Di (cm) 
(simulado) 
f (cm) I (cm) 
(simulado) 
O (cm) Di / D0 I/O 
1 16 25,5 9,83 1,7 1,0 0,62 1,7 
2 18 23,5 10,22 1,3 1,0 0,76 1,3 
3 20 21,5 10,36 1,1 1,0 0,93 1,1 
4 22 19,5 10,33 1,0 1,0 1,12 1,0 
5 24 17,5 10,12 0,8 1,0 1,37 0,8 
6 26 16,8 10,22 0,7 1,0 1,54 0,7 
 
Resultados e discussões: 
 Na primeira parte do experimento e de acordo com os dados coletados 
da (Tabela 1), podemos verificar que a razão sen(i) / sen(r) . Porque a razão 
independe dos ângulos de incidência e de refração. Pelas leis da refração, 
temos: o raio incidente e o raio refrato e a normal pertence ao mesmo plano de 
propagação, e asegunda lei da refração estabelece a relação entre os ângulos 
de incidência, de refração e os índices de refração dos meios. Esta lei é 
conhecida como a lei de Snell-Descartes, numa refração o produto do índice de 
refração do meio no qual ela se propaga pelo seno do ângulo que o raio 
luminoso faz com a normal é constante. 
 Na segunda parte do primeiro experimento do índice de refração de um 
material, temos que o ângulo de 45° não foi possível completar a (Tabela 2), 
pois aconteceu um fenômeno conhecido por reflexão total, que está presente 
na fibra óptica. O ângulo limite para o material de acrílico que foi de 43° é 
preciso que a luz seja é preciso que a luz seja proveniente de um meio mais 
refringente em relação ao outro (N1 < N2) para que ocorra esta reflexão total. 
 Na terceira parte do experimento, temos que ponto de cruzamento do 
feixe luminoso convergente com o eixo principal da lente convergente é 
chamado de foco. Com a lente trabalhada obtemos uma distância focal de 
f=9,8cm. As características das lentes convergentes é que estas apresentam 
foco real, pois o ponto de cruzamento dos feixes pode ser facilmente 
observado sem termos que prolongar os feixes de luz. Quando o objeto for 
perpendicular ao eixo principal, a imagem também o será perpendicular. O 
foco objeto (F) e o foco imagem (F’) estão em lados opostos da lente, a 
distâncias iguais (f) do centro óptico. Os focos objeto e imagem de lentes 
convergentes são reais e têm abscissas positivas. Raio central: todo o raio de 
luz que atravessa a lente convergente será real e tem as abscissas positivas e 
todo raio de luz que atravessa a lente passando pelo centro óptico (O) não 
sofre desvio. Raio paralelo: todo o raio de luz que incide paralelamente ao seu 
eixo principal se refrata quando passa pelo foco da imagem. Raio focal: todo o 
raio de luz que incide na lente passando pelo foco do objeto irá se refratar 
paralelamente ao eixo principal. 
Na quarta parte do experimento, temos a (Tabela 3) verificamos que o 
valor médio da distancia focal é f = 10,18cm. As razões Di / D0 não é igual a 
I/O. A imagem projetada no anteparo é real e invertida. Com as propriedades 
do raio luminoso, o desenho da lente, o objeto e a formação da imagem no 
anteparo para D0= 24 cm, está no (anexo 1). 
Na quinta parte do experimento, temos que calcular o desvio lateral a partir da 
equação: 
 Com os dados obtidos no experimento, foi possível calcular o desvio 
lateral a partir de a equação a seguir: 
x=t*sin (2- 1)/ cos 2 
 
Substituindo os valores na equação anterior obtemos um desvio de 0,526 cm. 
Para calcularmos o índice de refração do dióptro utilizamos a seguinte equação 
 
n=sin 1 sin 2 
 
 n= sin 30º sin 18,5º 
 
n= 1,575772652 
 
Assim constatamos que o índice de refração do dióptro é igual a 1,58. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conclusões: 
Na primeira parte, foi possível determinar a refração de um material 
através da relação sin(i)/sin(r) e compreender um pouco mais sobre as leis da 
refração. Foi de nossa capacidade compreender o fenômeno conhecido por 
reflexão total e ainda mais identificar o ângulo limite do material trabalhado 
para que fosse comprovado esse fenômeno. 
Na segunda parte, foi possível comprovar as demais propriedades que 
uma lente convergente apresenta e identificar os principais elementos destas, 
tais como o foco real e a convergência dos feixes incididos em uma lente 
convergente. 
 Na terceira parte, para este tipo de lente, foi possível comprovar, 
também, suas demais propriedades, identificar os principais elementos desta e 
perceber a diferença entre as lentes convergentes e lentes divergentes, sendo 
uma das principais diferenças a existência de um foco virtual para as lentes 
divergentes. 
Na quarta parte, foi possível verificar a distância focal da lente 
convergente trabalhada e percebemos que quanto mais próximo de um estiver 
a proporção das distâncias, o tamanho da imagem se aproximará do tamanho 
do objeto. 
Na quinta parte, neste experimento foi possível perceber a propriedade 
da refração da luz em um determinado material, medir e compreender o seu 
índice de refração e entender com mais clareza o fenômeno conhecido como 
refração. 
 
 
Conclusão geral: 
 A partir de todas as observações abordadas neste experimento, 
podemos verificar as partes da refração da luz em lentes e assimilar os 
resultados empíricos com os teóricos, trazendo uma abordagem crítica para o 
estudante de engenharia em relação a luz quando propagada em lentes. 
 
 
 
 
 
 
 
Referências bibliográficas: 
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/as-leis-refracao-luz.htm 
https://www.sofisica.com.br/conteudos/Otica/Refracaodaluz/leis_de_refracao.ph
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https://brasilescola.uol.com.br/fisica/as-leis-refracao-luz.htm
https://www.sofisica.com.br/conteudos/Otica/Refracaodaluz/leis_de_refracao.php
https://www.sofisica.com.br/conteudos/Otica/Refracaodaluz/leis_de_refracao.php
	Introdução:
	Procedimentos experimentais: