Física Experimental II - Óptica - Reflexão Da Luz

.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.

O esquema a seguir, 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.

.Análises e Resultados.

Com base nos dados coletados apresentados nas tabelas, podemos enfim tecer uma análise mais profunda acerca dos experimentos realizados.

No EXPERIMENTO 1, que tratava sobre as Leis da Reflexão, utilizando espelhos planos, podemos observamos experimentalmente que o ângulo de incidência (I) era exatamente igual (se considerarmos os erros no equipamento utilizado) ao ângulo de reflexão (R), comprovando assim, uma das características principais das Leis da Reflexão.

Na associação de espelhos planos, relativo ao EXPERIMENTO 2, também comprovamos experimentalmente que o número de imagens obtidas teoricamente era igual ao número obtido experimentalmente.

Ao estudarmos e analisarmos a reflexão da luz em espelhos côncavos, no EXPERIMENTO 3, observamos que os raios luminosos refletem no espelho convergindo para um mesmo ponto, ao qual chamamos de foco a exatamente 60 mm (6 cm). Os feixes refletidos se cruzaram em um ponto específico situado sobre o eixo principal do espelho côncavo, chamado de foco. Nesse tipo de espelho estudado, o foco é dito real, pois é definido efetivamente pelos cruzamentos dos raios luminosos refletidos.

Com as observações feitas acerca da reflexão da luz em espelhos convexos, EXPERIMENTO 4, verificamos que os raios luminosos incidem no espelho convexo e divergem, porém, se prolongarmos os raios com o auxílio de uma régua, podemos encontrar o foco, que é o ponto de cruzamento do feixe refletido com o eixo principal. No nosso caso, o foco estava a 65 mm de distância do vértice. Assim como em todos os espelhos convexos, o seu foco é virtual, pois é definido pelo cruzamento dos prolongamentos dos raios refletidos.

No estudo dos espelhos côncavos e convexos, temos alguns casos particulares de estudo dos raios luminosos para a construção da imagem. Vejamos algumas propriedades características:

Raio de luz incidente paralelamente ao eixo principal

Se um raio de luz incidir paralelamente ao eixo principal, o raio refletido passa pelo foco principal.

Côncavo

Convexo

Raio de luz passando pelo centro de curvatura

Se um raio de luz incidir passando pelo centro de curvatura, o raio é refletido passando sobre si mesmo.

Côncavo

Convexo

Raio de luz passando pelo vértice

Se um raio de luz incidir no vértice do espelho, o raio refletido é simétrico em relação ao eixo principal.

Côncavo

Convexo

Sabemos que, estando o objeto entre o foco e o vértice, a imagem conjugada por um espelho côncavo é virtual, direita e maior do que o objeto.Se o objeto segue afastando-se do espelho e ocupa posições cada vez mais distantes do foco, a imagem conjugada é real e