Otica reflexao

INTRODUÇÃO

O estudo da ótica começou na Grécia antiga, no século quatro antes de Cristo, e o escritor cômico Aristófanes descreveu o reflexo dos raios do sol. [1] E assim grandes filósofos começaram a discutir sobre o comportamento da luz.

Demócrito e Aristóteles especularam sobre a natureza da visão. [1]

Pitágoras e Demócrito estudando a forma como os seres vivos enxergavam, criaram algumas teorias baseadas em raios que emergiam dos olhos, ou que objetos emitiam uma substancia "mágica".

Com o passar do tempo surgiu o notável Pérsico e Alhazan , que resolveram os problemas de reflexão e foi os primeiros a explicar que a visão era o resultado da luz vinda de um objeto até o olho . [1]

E assim, os estudos referente a essa área ganhou força, e na idade media, Galileu, Kepler e outros formularam a ótica geométrica, explicando o comportamento das lentes e construindo instrumentos óticos, como lupas e telescópios.

Com isso, o estudo da ótica passou focar na descrição do comportamento da reflexão da luz que é o fenômeno que consiste no fato de a luz voltar a se propagar no meio de origem, após incidir sobre um objeto ou superfície.

E ao observar o comportamento da luz ao incidir sobre uma superfície polida (espelho), feito de metais de transição que possui a característica de alta refletividade, o feixe de luz era refletida totalmente. E dependendo do tipo de espelho, gerava comportamentos diferentes para a reflexão da luz.

Os tipos de espelhos e o comportamento da luz estão descritos logo abaixo:

Espelhos esféricos: são as superfícies refletoras que são feitas através de um "corte" de uma esfera. Em seu interior, temos um espelho esférico côncavo, enquanto que em seu exterior, temos um espelho esférico convexo. [2]

Espelhos côncavos são responsáveis por convergir os raios de luz para um único ponto, enquanto os espelhos convexos são responsáveis por divergir os raios de luz do ponto.

Espelhos planos são: aqueles em que a superfície de reflexão é totalmente plana, onde que, a luz ao incidir perpendicularmente nesse plano volta também perpendicularmente a este plano, fazendo com que o ângulo de incidência seja igual ao ângulo de reflexão, assim gerando um comportamento padrão.

Figura 1 – Representação de dois espelhos esféricos, que ao incidir um feixe de luz em ambos gera uma reflexão total, causando a divergência e a convergência da luz em relação ao eixo central (- - -), respectivamente.

E através de observações de padrões do comportamento da luz foram criadas duas leis para a reflexão que são:

1ª lei da reflexão: o raio de luz refletido e o raio de luz incidente, assim como a reta normal à superfície, pertencem ao mesmo plano, ou seja, são coplanares. [2]

2ª Lei da reflexão: o ângulo de reflexão (r) é sempre igual ao ângulo de incidência (i). [2]

i = r

2.0 OBJETIVO

Os objetivos deste experimento são de observar se o raio refletido está contido no plano formado pelo raio incidente e pela reta normal à superfície polida do espelho, no ponto de incidência. E também identificar e/ou descrever as leis da reflexão.

Além disso, definir uma imagem virtual, verificar sobre a validade da expressão: N =(360º/Ɵ) – 1 e a aplicação da lei de Snell, em um sistema com dois espelhos em ângulo.

3. MATERIAIS E MÉTODOS

3.1. MATERIAIS

Para este experimento foi-se utilizado um banco ótico linear composto por uma fonte de luz branca com feixe direcional e ajuste focal deslizante, três cavaleiros magnéticos com goleiras, painel ótico com disco de Hartl em tripé com multi posições, mesa suporte acoplável ao cavaleiro, lentes plano-convexas de 8 dioptrias e 4 dioptrias com suportes para acoplamento universal, dois espelhos planos de fixação magnética, mesa suporte EQ045.06, um espelho plano de 70 por 40mm, um suporte para espelho plano, uma escala impressa, um perfil de espelho plano côncavo convexo e uma régua milimetrada.

3.2. MÉTODOS

Este experimento foi dividido em várias etapas, que serão elucidadas a seguir.

3.2.1. INTRODUÇÃO A ÓTICA GEOMÉTRICA

A fonte de luz branca, os três cavaleiros magnéticos, o painel ótico de Hartl, a mesa suporte e as lentes plano-convexas de 8D e 4D foram posicionadas da maneira que ilustra a figura abaixo:

Figura 2 – Montagem experimental

O diagrama representado na figura acima contém uma ranhura, três ranhuras, três orifícios e uma letra vazada. O ajuste focal da lâmpada está em 10mm na escala de focagem da lateral da fonte da luz. Posicionou-se também o painel ótico de forma que o raio de luz passasse tangente ao plano deste. Sendo assim, para a primeira parte do experimento, foi-se posicionado o diagrama de uma ranhura ligando-se em seguida a fonte luminosa, observando a trajetória da luz sobre o painel foi possível deduzir como a luz se propaga em um meio homogêneo e isotrópico.

Em seguida posicionou-se o diagrama de três ranhuras posicionando o espelho plano sobre o disco ótico de modo que este interceptasse o primeiro raio em 20º, em seguida bloqueou-se o primeiro raio e observou-se a possibilidade da existência de interferência entre o primeiro raio com os outros dois.

3.2.2. AS LEIS DA REFLEXÃO – OS ESPELHOS PLANOS

Nesta parte do experimento posicionou-se o ajuste focal da lâmpada na posição de 20 mm e o colocou-se o diagrama de uma ranhura na mesa suporte, mantendo o restante da aparelhagem na posição anterior. Colocou-se o meio do espelho plano sobre o centro do disco ótico e girou-se o disco fazendo com que o raio incidente forma-se um ângulo de 10º com a reta normal do espelho observando o valor do ângulo do raio refletido pelo espelho. Foi feito os