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Leis da Reflexão e Espelho plano, Notas de estudo de Física

Ótica Geométrica - relatório sobre as leis da reflexãos e espelho plano

Tipologia: Notas de estudo

Antes de 2010

Compartilhado em 03/09/2009

erasmo-viana-10
erasmo-viana-10 🇧🇷

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PRÁTICA 2: LEIS DA REFLEXÃO E ESPELHO PLANO
OBJETIVOS
Verificar as leis da reflexão.
Estudar a formação de imagens em um espelho
MATERIAL
Fonte de alimentação 12V-AC;
Fonte luminosa (alógena, 12V/200W);
Disco graduado;
Diafragma com uma fenda;
Espelhos planos;
Papel com diagrama.
INTRODUÇÃO
Esta prática destina-se à observação e comprovação das leis da reflexão e estudar a formação de
imagens em um espelho como dito nos objetivos, portanto nosso embasamento teórico nos diz
respeito às leis da reflexão e formação de imagens em um espelho.
Quando uma onda de luz atinge uma superfície lisa separando dois meios transparentes (tal como o
ar e o vidro ou a água e o vidro), em geral a onda é parcialmente refletida e parcialmente refratada
(transmitida) para o outro material. Os estudos experimentais das direções dos raios incidentes,
refletidos e refratados em uma interface lisa entre dois meios transparente conduziram às seguintes
conclusões:
1. O raio incidente, o raio refletido, o raio refratado e a normal à superfície estão sobre o mesmo
plano.
2. O ângulo de reflexão θr é igual ao ângulo de incidência θa para todos os comprimentos de
onda e para qualquer par de materiais
Imagem em espelho demonstra que a distancia da imagem ao espelho é a mesma que a do objeto ao
espelho, e também seus tamanhos são iguais.
Quando associamos espelhos, como foi o caso desta prática, o numero de imagens formadas é
n=(360°/ângulo)-1 pois em uma das partes está o objeto.
Uma característica do espelho plano é refletir a imagem de modo invertido.
PROCEDIMENTOs
PROCEDIMENTO 1: Leis da Reflexão.
1. Coloque o disco graduado sobre a mesa.
2. Coloque o espelho plano no centro do disco ótico, exatamente sobre a linha vertical.
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PRÁTICA 2: LEIS DA REFLEXÃO E ESPELHO PLANO

OBJETIVOS

  • Verificar as leis da reflexão.
  • Estudar a formação de imagens em um espelho

MATERIAL

  • Fonte de alimentação 12V-AC;
  • Fonte luminosa (alógena, 12V/200W);
  • Disco graduado;
  • Diafragma com uma fenda;
  • Espelhos planos;
  • Papel com diagrama.

INTRODUÇÃO

Esta prática destina-se à observação e comprovação das leis da reflexão e estudar a formação de imagens em um espelho como já dito nos objetivos, portanto nosso embasamento teórico nos diz respeito às leis da reflexão e formação de imagens em um espelho. Quando uma onda de luz atinge uma superfície lisa separando dois meios transparentes (tal como o ar e o vidro ou a água e o vidro), em geral a onda é parcialmente refletida e parcialmente refratada (transmitida) para o outro material. Os estudos experimentais das direções dos raios incidentes, refletidos e refratados em uma interface lisa entre dois meios transparente conduziram às seguintes conclusões:

  1. (^) O raio incidente, o raio refletido, o raio refratado e a normal à superfície estão sobre o mesmo plano.
  2. O ângulo de reflexão θr é igual ao ângulo de incidência θa para todos os comprimentos de onda e para qualquer par de materiais Imagem em espelho demonstra que a distancia da imagem ao espelho é a mesma que a do objeto ao espelho, e também seus tamanhos são iguais. Quando associamos espelhos, como foi o caso desta prática, o numero de imagens formadas é n=(360°/ângulo)-1 pois em uma das partes está o objeto. Uma característica do espelho plano é refletir a imagem de modo invertido.

PROCEDIMENTOs

PROCEDIMENTO 1: Leis da Reflexão.

  1. Coloque o disco graduado sobre a mesa.
  2. Coloque o espelho plano no centro do disco ótico, exatamente sobre a linha vertical.
  1. Utilize a caixa luminosa com o diafragma de uma abertura colocado na saída de luz através da lente
  2. Faça o raio de luz incidir no espelho plano com um ângulo de incidência de 60°. O raio deve incidir exatamente no ponto de interseção das linhas vertical e horizontal do disco ótico.
  3. Leia o ângulo de reflexão e anote na Tabela 2.1.
  4. Repita o procedimento para os outros ângulos indicados na Tabela 2.
  5. Observe que em todos os casos, o raio incidente, o raio refletido, e a normal estão em um mesmo plano.

Tabela 2.1.

Ângulo de Incidência (α) Ângulo de Reflexão (β)

60° 60° 50° 50° 40° 40° 30° 30° 20° 20° 10° 10° 0° 0°

PROCEDIMENTO 2: Desvio de um raio refletido ao girar o espelho plano.

2.1 Faça o raio de luz incidir no espelho plano com um ângulo de incidência de 10° e observe a trajetória do raio refletido. 2.2 Gire o espelho plano de 10° e anote de quanto gira o raio refletido. 2.3 Partindo sempre da mesma situação inicial, item 2.1, repita o procedimento 2.2 para os outros ângulos indicados na Tabela 2. Tabela 2. Giro do espelho 10° 15° 20° 25° 30° Giro do raio refletido 20 30 40 50 60

PROCEDIMENTO 3: Formação de imagem em um espelho plano.

Ao fazermos o raio de luz incidir no espelho plano com ângulo de incidência de 10° observamos ele refletir com mesmo ângulo pela lei da reflexão, porém ao girarmos o espelho plano de 10° o resultado para o ângulo de reflexão foi 20° com a normal inicial. O resultado é que sempre ao girarmos o espelho de 5° em 5° graus teremos o dobro do valor do giro do espelho. (ver tabela 2.2)

Isso demonstra que o ângulo de rotação do raio refletido α é igual ao dobro do ângulo de rotação β do espelho α=2β

  1. Qual a relação entre a distância do objeto ao espelho e a distancia da imagem ao espelho?

A relação existente reside no fato de que para um espelho plano que reflete uma imagem virtual e de mesmo tamanho (enantiomorfa) a distancia do objeto ao espelho é igual a distancia da imagem ao espelho

  1. Qual a relação que fornece o numero de imagens, N, formadas por dois espelhos planos que formam um ângulo α para um objeto localizado no plano bissetor entre eles?
  2. Qual o numero de imagens formadas por dois espelhos planos paralelos com faces voltadas um para o outro, de um objeto entre eles? Formam-se infinitas imagens
  3. Qual deve ser o ângulo entre dois espelhos planos para que sejam observadas 19 imagens de um mesmo objeto? Pela relação

Ângulo = -1 ângulo18°

  1. Qual o numero de imagens formadas por tres espelhos planos perpendiculares entre si, de um objeto entre eles?

Usando a equação

Para cada par de espelhos a 90° de um objeto colocado em seu campo tridimensional temos que Nxy = 3 , Nxz = 3 e Nyz = 3 portanto teremos Ntotal = 9

  1. Chamamos de imagem ENANTIOMORFA a que mostra a sua esquerda o que se localiza a direita do objeto ou vice-versa. Observe sua imagem num espelho plano e diga se ela é ENANTIOMORFA ou não. Justifique. Sim, pois uma propriedade do espelho plano é refletir a imagem de modo invertido.
  2. Observe a palavra FISICA através de um espelho plano e reproduza no papel como a imagem se apresenta para você. ACISIF

CONCLUSÃO

Mediante os dados aqui expostos e a pericia com a qual realizamos esta prática, concluímos este trabalho de maneira satisfatória ao que o tal se destinou a saber, verificar as leis da reflexão e o estudo das imagens formadas em um espelho plano, imagens formadas por dois espelhos e até em caráter de pesquisa imagens formadas por três espelhos perpendiculares entre si. No procedimento 1 foi fácil ver que o ângulo de reflexão é igual ao ângulo de incidência; No procedimento 2 chegamos a uma generalização, talvez já vista por muitos de nós no ensino médio - α=2β – no qual o ângulo do raio refletido é o dobro do ângulo do giro do espelho. Para o procedimento 3 temos uma folha anexa com tudo que foi observado em laboratório e que também mostrou de maneira satisfatória uma propriedade de espelho plano. E por fim no procedimento 4 a conclusão do numero de imagens formadas, também já vista por alguns de nós no ensino médio pela formula:

Dessa vez constatada por mim empiricamente pela primeira vez nesta prática. Agradecimentos a Deus, aos colegas da banca ao professor por mais esta prática que foi concluída por mim como de grande valor empírico de aprendizagem.