INTRODUÇÃO

A Óptica é a parte da Física responsável pelo estudo da luz e dos fenômenos

associados a ela. Como a luz apresenta comportamento dual, podendo ser considerada como
onda ou partícula, os estudos da Óptica dividem-se em duas partes, a optica física – quando se
considera a natureza ondulatória da luz e a optica geométrica – quando a luz é considerada
uma partícula e seus estudos são feitos a partir do conceito de raios de luz, conferindo um
modelo geométrico para a luz.

Os raios de luz são segmentos de reta que representam a direção e o sentido de

propagação da luz. Eles podem ser emitidos por dois tipos de fonte, as primárias, que emitem
luz própria, como o sol, a chama de uma vela ou uma lâmpada e as fontes secundárias: que
refletem a luz que recebem de uma fonte primária, como a lua que reflete a luz que recebe do
sol, ou um livro, que só pode ser visto se refletir a luz que recebe de uma lâmpada.

As fontes luminosas também podem ser classificadas em relação à sua dimensão, as

fontes extensas ocorrem quando possuem dimensões consideráveis se comparadas às
dimensões do objeto a ser iluminado. Por exemplo: uma lâmpada acesa perto de um livro. Já
as fontes pontuais ocorrem se as dimensões da fonte de luz forem consideradas desprezíveis
em relação ao objeto a ser iluminado.

Um conjunto de raios de luz constitui um feixe de luz. A luz emitida por uma fonte
pontual propaga-se em todas as direções, sendo assim, ele é denominado feixe divergente de
raios de luz. Quando os raios são paralelos, como no caso da luz emitida por uma lanterna,
dizemos que o feixe de luz é convergente.

Existem três princípios adotados pela Óptica Geométrica para explicar os fenômenos
luminosos. O primeiro é denominado Princípio da Propagação Retilínea da Luz e afirma que:
em meios homogêneos e transparentes, a luz propaga-se em linha reta, e esse princípio explica
vários fenômenos, como a semelhança geométrica entre a sombra e o objeto que a produz,
além da formação de penumbra e dos eclipses. O segundo princípio da Óptica Geométrica é o
da independência dos raios luminosos, ele afirma que quando dois ou mais feixes de luz se
cruzam, um não altera a propagação do outro. O terceiro princípio, que é o da reversibilidade
dos raios luminosos diz que a trajetória seguida pela luz independe do seu sentido de
propagação.
A seguir serão apresentados os resultados dos experimentos realizados em laboratório
 REFLEXÃO DA LUZ EM ESPELHO PLANO

OBJETIVO: Estudar as características e as propriedades dos espelhos planos, a fim de

compreender as leis da reflexão aprendidas em sala de aula, e colocadas na prática.

MATERIAIS:
01 fonte de luz branca 12V – 21W, chave liga-desliga, alimentação bivolt e sistema de
posicionamento do filamento;
01 base metálica 8 x 70 x 3cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700mm;
01 superfície refletora conjugada: côncava, convexa e plana;
01 diafragma com uma fenda;
01 lente de vidro convergente plano-convexa com diâmetro de 60mm, DF 120mm, em
moldura plástica com fixação magnética;
01 cavaleiro metálico;
01 suporte para disco giratório;
01 disco giratório, diâmetro 23cm, com escala angular e subdivisões de 1 grau.

PROCEDIMENTOS
1- Montar o equipamento conforme a foto.
2- Colocar em um lado do cavaleiro metálico o diafragma com uma fenda e do outro lado
uma lente convergente de distância focal 12 cm. Ajustar a posição do conjunto para
que o filamento da lâmpada fique no foco da lente.
3- Ligar a fonte de luz e ajustar o raio luminoso bem no centro do transferidor.
4- Ajustar os raios com os ângulos como é pedido na folha.

RESULTADOS:
1- Colocado o espelho plano no disco ótico e girado o disco de forma que o ângulo de
incidência varie de 10º em 10º. Percebemos as medidas dos ângulos de reflexão da
tabela abaixo.
 Ângulo Ângulo
Incidência (i) Reflexão (r)

0º 0º

10º 10º

20º 20º

30º 30º

40º 40º

50º 50º

60º 60º

70º 70º

2- Com base nos valores da tabela acima, que relação existe entre o ângulo de incidência
e o ângulo de reflexão?
Ângulo de Reflexão = Ângulo de Incidência
3- Com base nas observações acima escrever as leis de reflexão.

No espelho plano o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.

PROPRIEDADES DO RAIO LUMINOSO NO ESPELHO CÔNCAVO

OBJETIVO: Estudar as características e as propriedades dos espelhos côncavos, a fim de

compreender as leis da reflexão e de novo com a prática.

MATERIAIS:
01 fonte de luz branca 12V – 21W, chave liga-desliga, alimentação bivolt e sistema de
posicionamento do filamento;
01 base metálica 8 x 70 x 3cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700mm;
01 superfície refletora conjugada: côncava, convexa e plana;
01 diafragma com cinco fendas;
01 lente de vidro convergente plano-convexa com diâmetro de 60mm, DF 120mm, em
moldura plástica com fixação magnética;
01 cavaleiro metálico;
01 suporte para disco giratório;
01 disco giratório, diâmetro 23cm, com escala angular e subdivisões de 1 grau.

PROCEDIMENTOS
1- Utilizar a mesma montagem do primeiro experimento e colocar no disco ótico o
espelho côncavo e substituir o diafragma de uma fenda pelo diafragma de cinco
fendas.
2- Posicionar a lente convergente para correção do feixe de modo que fiquem paralelos
entre si.

RESULTADOS:
1- Como se chama o ponto de cruzamento do feixe refletido com o eixo principal do
espelho côncavo?
Distância focal ou Foco.
2- No espelho côncavo o foco é real ou virtual?
Real.
3- Enunciar as propriedades do raio luminoso do espelho côncavo.
 Quando o raio incidente chega ao espelho esférico paralelamente ao eixo
principal, ele é refletido na direção do foco principal.
 Raio incidente chega ao espelho esférico na direção do foco principal, é
refletido paralelamente ao eixo principal.
 Raio incidente chega até o espelho esférico na direção do centro de curvatura,
ele é refletido sobre si mesmo, ou seja, o raio incidente é autoconjugado.
 Quando o raio incidente chega até o espelho esférico na direção do vértice, ele
é refletido simetricamente em relação ao eixo principal, com mesmo ângulo.

PROPRIEDADES DO RAIO LUMINOSO NO ESPELHO CONVEXO

OBJETIVO: Estudar as características e as propriedades dos espelhos convexos, a fim de

compreender as leis da reflexão com a prática.
MATERIAIS:
01 fonte de luz branca 12V – 21W, chave liga-desliga, alimentação bivolt e sistema de
posicionamento do filamento;
01 base metálica 8 x 70 x 3cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700mm;
01 superfície refletora conjugada: côncava, convexa e plana;
01 diafragma com uma fenda;
01 diafragma com cinco fendas;
01 lente de vidro convergente plano-convexa com diâmetro de 60mm, DF 120mm, em
moldura plástica com fixação magnética;
01 cavaleiro metálico;
01 suporte para disco giratório;
01 disco giratório, diâmetro 23cm, com escala angular e subdivisões de 1 grau.

PROCEDIMENTOS
1- Utilizar a mesma montagem do primeiro experimento e colocar no disco ótico o
espelho convexo e substituir o diafragma de uma fenda pelo diafragma de cinco
fendas.
2- Ajustar o feixe luminoso paralelamente ao eixo principal do espelho convexo.

RESULTADOS:
1- Como se chama o ponto de cruzamento do feixe refletido com o eixo principal do
espelho convexo?
Apenas os prolongamentos do feixe cruzam com o eixo principal sendo alguns o foco e outros
com o centro de curvatura.
2- No espelho convexo o foco é real ou virtual?
Virtual.
3- Enunciar as propriedades do raio luminoso do espelho côncavo.
 Quando o raio incidente chega ao espelho esférico paralelamente ao eixo
principal, ele é refletido na direção do foco principal do espelho convexo para
formar imagem é necessário fazer os prolongamentos.
  Quando o raio incidente chega ao espelho esférico na direção do foco
principal, é refletido paralelamente ao eixo principal e para formar imagem é
necessário fazer os prolongamentos.
 Quando o raio incidente chega até o espelho esférico na direção do centro de
curvatura, ele é refletido sobre si mesmo, ou seja, o raio incidente é
autoconjugado e para formar imagem é necessário fazer os prolongamentos.
 Quando o raio incidente chega até o espelho esférico na direção do vértice, ele
é refletido simetricamente em relação ao eixo principal e sempre para formar
imagem é necessário fazer os prolongamentos.

DETERMINAÇÃO DA DISTÂNCIA FOCAL DE UM ESPELHO ESFÉRICO

CÔNCAVO

OBJETIVO:
Os objetivos desse experimento é estudar as características de imagens formadas por um espelho
esférico côncavo, e ainda determinar a distância focal dos mesmos.

MATERIAIS UTILIZADOS:
 01 Vela;
 02 Cavaleiros metálicos;
 01 espelho côncavo 5cm e 20cm de distância focal, em moldura plástica com fixação
magnética;
 01 Trena de 2m
 01 Anteparo para projeção com fixador magnético;
 01 Caixa de fósforos

PROCEDIMENTOS:
Montamos o equipamento e utilizamos um espelho côncavo de distância focal 20cm para
projetar a imagem do objeto (vela acesa) no anteparo. Em seguida ajustamos o anteparo de
modo a deixar a imagem o mais nítido possível. Após alguns cálculos utilizando a equação de
Gauss, obtivemos alguns resultados
RESULTADOS:
Di= 60cm

N Do (cm) Di (cm) F (cm)

1 50 26 17,29

2 45 28 18,70

3 42 32 18,16

4 37 35 17,99

5 30 44 18,84

1.Calcular o valor médio da distância focal?

F= 18 cm
2.A imagem projetada no anteparo é real ou virtual ?
Real
3.A imagem projetada no anteparo é direita ou invertida ?
Invertida

DETERMINAÇÃO DA DISTÂNCIA DE REFRAÇÃO DO ACRÍLICO EM RELAÇÃO

AO AR

Ângulo de Sem i Ângulo de Sem r Sem i / sem r

Incidência Refração

10º 0,17 7º 0,12 1,42

20º 0,34 14º 0,24 1

30º 0,5 20º 0,34 1,47

40º 0,64 26º 0,43 1,49

50º 0,76 31º 0,51 1,5

1.A razão seni/senr é?
1,5
2.Quando o raio luminoso passar do ar para o acrílico ele se
Aproxima
3.Escrever as leis da refração

1ª Lei da Refração

A 1ª lei da refração diz que o raio incidente (raio 1), o raio refratado (raio 2) e a reta normal
ao ponto de incidência (reta tracejada) estão contidos no mesmo plano, que no caso do
desenho acima é o plano da tela.

2ª Lei da Refração - Lei de Snell

A 2ª lei da refração é utilizada para calcular o desvio dos raios de luz ao mudarem de meio, e
é expressa por:

No entanto, sabemos que:

Além de que:

Ao agruparmos estas informações, chegamos a uma forma completa da Lei de Snell: