Reflexão Da Luz (1°relatorio - Laboem- UFCG)

Introdução

O fenômeno da reflexão consiste na mudança de direção de propagação da luz desde que o ângulo de incidência não seja 0°. Esse fenômeno pode ser explicado a partir de duas leis:

1ª – O raio incidente, a reta normal e o raio refletido são coplanares, ou seja, estão no mesmo plano.

2ª – O ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.

Historicamente, o primeiro a formular uma explicação para a reflexão foi Heron de Alexandria. A reflexão é a base da construção e utilização dos espelhos.

A reflexão pode ser classificada em:

- Reflexão externa (ocorre do lado do meio menos refringente);

- Reflexão interna (ocorre do lado do meio mais refringente);

- Reflexão regular ou especular (feixe de raios que incide sobre uma placa de vidro polida);

- Reflexão irregular ou difusa (feixe de raios que incide sobre uma placa de vidro fosco).

- Reflexão geral ou uniforme (um corpo branco reflete, com intensidade quase igual, as diferentes componentes da luz);

- Reflexão seletiva (ocorre de forma interna a reflexão das componentes coloridas da luz branca).

O objetivo dos experimentos que serão relatados a seguir é mostrar as leis da reflexão e a relação existente entre o ângulo de incidência e o ângulo de reflexão, o número de imagens que podem ser formadas por dois espelhos como também, a reflexão da luz em espelhos côncavos (superfície esférica que apresenta na parte interna o seu lado refletor), a reflexão da luz em espelhos convexos (apresenta sua superfície esférica externa como face refletora) e a distancia focal de um espelho côncavo.

Antes de iniciar a análise dos experimentos feitos em sala de aula, devemos lembrar alguns conceitos básicos como:

◊ O número de imagens formadas por dois espelhos planos pode ser calculado a partir da seguinte fórmula: N = (360/α) – 1. Onde α é o ângulo entre os dois espelhos.

◊ As espelhos esféricos são classificados em:

- Côncavos

- Convexos

◊ Um espelhos esférico apresenta os seguintes elementos:

- Centro de curvatura;

- Raio de curvatura;

- Vértice do espelho;

- Ângulo de abertura;

- Eixo principal;

- Eixo secundário;

- Foco principal.

O foco é o ponto do eixo principal pelo qual passam os raios refletidos (ou seus prolongamentos quando no espelho incidem raios luminosos paralelos ao eixo principal).

Observação: No espelho côncavo o foco é um ponto-imagem real e, no espelho convexo o foco é um ponto imagem virtual.

A imagem refletida por um espelho esférico pode ser observada em três situações diferentes. O objeto pode estar:

- Entre o foco e o centro de curvatura;

- Entre o foco e o vértice:

- Após o centro de curvatura:

A relação matemática entre a posição do objeto, a posição da imagem do objeto e a distancia focal é denominada de Equação de Gauss.

Material Utilizado

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

- Base metálica 8x70x3 cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700mm;

- Superfície refletora conjugada: côncava, convexa e plana;

- Diafragma com uma fenda;

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

- Cavaleiro metálico;

- Suporte para disco giratório;

- Disco giratório com escala angular e subdivisões de 1ª;

- 02 espelhos planos 60x80mm;

- 02 fixadores de espelho plano;

- Vela;

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

- Trena de 2m;

- Anteparo para projeção com fixador magnético;

- Caixa de fósforos.

Procedimentos Experimentais

No experimento 1.2.1 (As leis da reflexão: Espelhos Planos), o equipamento foi montado de acordo com a figura abaixo:

Em seguida, um colega ligou a fonte de luz e ajustou o raio luminoso bem no centro do transferidor. Colocamos o espelho plano no disco óptico e giramos o disco de modo que o ângulo de incidência virasse de 10 em 10 graus. Após cara giro de 10 graus, foi anotada a medida dos ângulos de reflexão. Estas medidas estão dispostas na tabela abaixo:

Ângulo de incidência (I) Ângulo de Reflexão(R)

0° 0°

10° 10°

20° 20°

30° 30°

40° 40°

50° 50°