REFLEXÃO DA LUZ

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE

CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA

UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA

LABORATÓRIO DE ÓPTICA, ELETRICIDADE E MAGNETISMO

PROF: PEDRO LUIZ DO NASCIMENTO

ALUNO: Tiago Pereira Vaz

PERÍODO: 2014.1 - MATRÍCULA: 114110602

INTRODUÇÃO

Inicialmente definimos o que é a reflexão da luz. Sempre que um raio luminoso que se propaga no ar incide na superfície de um objeto (raio incidente), parte da luz penetra nesse objeto e outra parte volta a se propagar no ar (raio refletido). A essa parte que retornou ao meio de incidência, dizemos que sofreu REFLEXÃO. Acompanhe o esquema a seguir, que explica mais detalhadamente o fenômeno da reflexão:

Uma característica da reflexão é que o raio incidente e o raio refletido e a normal (N) à superfície refletora estão no mesmo plano, ou seja, são coplanares. Além disso, o ângulo de incidência i e o ângulo de reflexão r são opostos em relação à normal e são iguais (i = r), como podemos ver na figura acima. Essas definições compõem o que se chama de LEIS DA REFLEXÃO.

Esperamos comprovar experimentalmente as características principais das Leis da Reflexão e de posse desses dados construirmos modelos de observação com superfícies refletoras planas, como os espelhos planos e em superfícies curvas, como os espelhos côncavos e convexos.

MATERIAL UTILIZADO

Nos cinco experimentos, usamos os seguintes materiais listados a seguir:

Fonte de luz branca 12 V – 21 W, chave liga-desliga, alimentação bivolt e sistema de posicionamento do filamento;

Base metálica (8 x 70 x 3) cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700 mm;

Suporte para disco giratório;

Disco giratório ∅23 cm com escala angular e subdivisões de 1°.

Superfície refletora conjugada: côncava, convexa e plana;

02 diafragmas: um com uma fenda e outro com cinco fendas;

Lente de vidro convergente plano-convexa com ∅60 mm, DF 120 mm, em moldura plástica com fixação magnética;

02 cavaleiros metálicos;

02 espelhos planos (60 x 80) mm;

02 fixadores de espelho plano;

Vela;

Espelho côncavo ∅5 cm e 20 cm de distância focal, em moldura plástica com fixação magnética;

Trena de 2 m;

Anteparo para projeção com fixador magnético;

Caixa de fósforos.

PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

AS LEIS DA REFLEXÃO: ESPELHOS PLANOS

Montamos o equipamento conforme a figura 1.1 contida na apostila;

Alinhamos o espelho plano do disco óptico e após girá-lo, fizemos com que o ângulo de incidência variasse de 10° em 10°. Anotamos as medidas dos ângulos de reflexão correspondentes na TABELA 1.

ASSOCIAÇÃO DE ESPELHOS PLANOS

Montamos o equipamento conforme a figura 1.2 contida na apostila;

Colocamos inicialmente dois espelhos planos sobre o transferidor, de modo a obter um ângulo de 60° entre eles;

Colocamos um objeto não muito grande entre os espelhos e contamos o número de imagens refletidas pelos espelhos, anotando os dados obtidos em Nmedido na TABELA 2;

Calculamos o número de imagens esperado teoricamente, através da equação:

N_teorico=((360°)/α)-1

Onde α é o ângulo entre os espelhos;

Realizamos os mesmos procedimentos acima para os demais ângulos, contidos na TABELA 2.

REFLEXÃO DA LUZ EM ESPELHOS CÔNCAVOS

Utilizando a mesma montagem do EXPERIMENTO 1 substituímos o diafragma de uma fenda pelo de 5 fendas e o colocamos no cavaleiro metálico de forma que as fendas ficassem na vertical;

Colocamos no disco óptico o espelho côncavo e ajustamos o feixe luminoso paralelamente ao eixo principal do mesmo, identificando os seus elementos principais;

REFLEXÃO DA LUZ EM ESPELHOS CONVEXOS

Utilizando a mesma montagem do EXPERIMENTO 3, substituímos o espelho côncavo por um convexo;

Ajustamos o feixe luminoso paralelamente ao eixo principal do espelho convexo, identificando os seus principais elementos;

DISTÂNCIA FOCAL DE UM ESPELHO CÔNCAVO

Montamos o equipamento de acordo com a figura 1.5 da apostila;

Utilizamos um espelho côncavo de distância focal 20 cm para projetar a imagem do objeto, no nosso caso a vela acesa, no anteparo;

Inicialmente com o auxílio da trena, colocamos o espelho a 50 cm (D_o=50 cm) do objeto;

Ajustamos a posição do anteparo até que a imagem projetada fique bem nítida, então medimos a distância da imagem ao espelho (D_i);

Utilizando a equação de Gauss, calculamos a distância focal do espelho:

1/f=1/D_o +1/D_i

Inserimos os dados coletados na TABELA 3, após proceder analogamente para todas as outras distâncias (D_0).

DADOS COLETADOS

TABELA 1

Ângulo de incidência (I) Ângulo de reflexão (R)

0° 0°

10° 10°

20° 20°