Comprovação dos índices de refração
Material necessário:
1 recipiente de vidro;
1 bastão de vidro, e
Glicerina.
Procedimentos:
1. Encha até a metade o recipiente com glicerina, depois basta afundar o bastão de vidro na glicerina e pronto!
O que você observa?
O bastão desaparece!
Porque aconteceu tal fato?
Isto acontece, pois a glicerina possui um índice de refração muito próximo do índice de refração do vidro, desta
forma a luz quase não difrata ao passar de um meio para o outro e nossos olhos não conseguem distinguir o que é
vidro e o que é glicerina.
Reflexão da Luz em Espelho Plano – Leis da Reflexão
Material necessário:
01 fonte de luz branca 12V-21W, chave liga-desliga, alimentação bivolt e sistema de posicionamento
do filamento; - 01 base metálica 8x70x3 cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700 m;
01 superfície refletora conjugada: côncava, convexa e plana;
01 diafragma com uma fenda;
01 lente cristal convergente plano-convexa com 6 cm e distância focal de 12 cm, em moldura plástica
com fixação magnética; - 01 cavaleiro metálico;
01 suporte para disco giratório;
01 disco giratório 23 cm com escala angular e subdivisões de 1°.
Procedimentos:
1. Montar o equipamento conforme a foto abaixo.
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 transferido. 4. Colocar o espelho plano no
disco ótico e girar o disco de forma que o ângulo de incidência varie de 10° em 10°. Anotar as medidas dos
ângulos de reflexão correspondentes na tabela abaixo.
Ângulo de Incidência (i)
Ângulo de Reflexão (r)
0°
0°
10°
10°
20°
20°
30°
30°
40°
40°
50°
50°
60°
60°
70°
70°
5. Com base nos valores da tabela acima, que relação existe entre o ângulo de incidência e o ângulo de
reflexão?
A partir destes resultados pôde-se constatar na prática a Segunda Lei da reflexão a qual diz que na reflexão o
ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão.
6. Com base nas observações acima escrever as leis da reflexão.
Primeira Lei - O raio de incidente, a reta normal à superfície de separação entre os dois meios, e o raio
refletido estão no mesmo plano, ou seja, são coplanares.
Segunda Lei - O ângulo de reflexão é igual ao ângulo de incidência.
Associaç de Espelhos Planos
Associação
Material necessário:
- 02 espelhos planos 60x80 m; - 02 fixadores de espelho plano;
- 01 suporte para disco giratório; - 01 disco giratório 23 cm com escala angular e subdivisões de 1°.
Procedimentos:
1. Montar o equipamento conforme foto abaixo;
2. Colocar os espelhos planos sobre o transferidor formando um ângulo de 60° entre eles.
3. Colocar um objeto entre os espelhos e contar o número de imagens formado pelos espelhos.
N = 5 imagens (contada por todos os componentes da equipe)
4. Calcular o número de imagens. O resultado obtido foi o esperado?
N = - 1 = 5 imagens. O resultado acima era sim esperado.
5. Realizar os mesmos procedimentos para a associação de espelhos com ângulos de 30°, 45° e 90°.
30° → N =
-1 = 1 imagens
45° → N =
= 7 imagens
90° → N =
= 3 imagens
Propriedades do Raio Luminoso no Espelho Côncavo
Material necessário:
01 fonte de luz branca 12V-21W, chave liga-desliga, alimentação bivolt e sistema de posicionamento
do filamento; - 01 base metálica 8x70x3 cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700 m;
01 superfície refletora conjugada: côncava, convexa e plana;
01 diafragma com cinco fendas;
01 lente cristal convergente plano-convexa com 6 cm e distância focal de 12 cm, em moldura plástica
com fixação magnética; - 01 cavaleiro metálico;
01 suporte para disco giratório;
01 disco giratório 23 cm com escala angular e subdivisões de 1°.
Procedimentos:
1. Utilizar a mesma montagem do experimento de Reflexão da Luz em Espelho Plano e colocar no disco
ótico o espelho côncavo.
2. Substituir o diafragma de uma fenda pelo diafragma de cinco fendas e ligar a fonte de luz. Posicionar a
lente convergente para correção do feixe, isto é, para que fiquem paralelos entre si.
3. Ajustar o feixe luminoso paralelamente ao eixo principal do espelho côncavo.
4. Identificar os elementos principais do espelho côncavo
Centro de curvatura que é o centro da superfície esférica a qual a calota pertence;
Raio de curvatura que é o raio da superfície esférica que originou a calota (espelho);
Vértice do espelho é o pólo da calota esférica;
Eixo principal é a reta definida pelo centro de curvatura e pelo vértice;
Eixo secundário é qualquer reta que passa pelo centro de curvatura;
Abertura do espelho – é o ângulo plano determinado pelos eixos secundários que passam por pontos
diametralmente opostos do contorno do espelho.
Foco - é o ponto médio do segmento que une o centro de curvatura e o vértice e é por onde são refletidos
a maior parte dos raios.
A Distância focal - é a medida da distância entre o foco e o vértice. Como o foco está situado no ponto
médio do eixo centro – vértice pode-se afirmar que a sua medida é a metade da medida do raio de curvatura.
5. Como se chama o ponto de cruzamento do feixe refletido com o eixo principal do espelho côncavo? Foco
Principal.
6. No espelho côncavo o foco é real ou virtual?
Nos espelhos côncavos, todos os raios efetivamente refletidos convergem num ponto F, no eixo principal,
denominado foco principal real.
7. Enunciar as propriedades do raio luminoso do espelho côncavo.
1. Todo raio de luz que, ao incidir no espelho esférico côncavo, passa pelo centro de curvatura refletese
sobre si mesmo.
2. Todo raio de luz que, ao incidir no espelho côncavo, passa pelo foco principal reflete-se paralelamente ao
eixo principal.
3. Todo raio de luz que incide no espelho côncavo paralelamente ao eixo principal, ao refletir-se, passa pelo
foco principal.
4. Todo raio de luz que incide no vértice do espelho, ao refletir-se, forma com o eixo principal ângulo de
reflexão igual ao de incidência (raios simétricos em relação ao eixo principal).
5. Todo raio de luz que incide no espelho côncavo obliquamente ao eixo principal, ao refletir-se, passa pelo
respectivo foco secundário.
A câmara escura de orifício
Material necessário:
1 lata de leite em pó
1 pedaço de papel vegetal
1 tesoura
1 prego
1 martelo
1 tudo de cola de papel
1 vela.
Procedimentos:
1. Faça um furo com o prego no fundo da lata.
2. Recorte o papel vegetal com diâmetro de aproximadamente 1 cm maior do que o diâmetro da
abertura da lata.
3. Cole o papel vegetal na abertura (no lugar da tampa). Está pronta sua Câmara Escura de Orifício.
4. Em um quarto escuro, acenda a vela e posicione sua câmara, com o orifício voltado para a vela, e
veja o resultado.
5. Lembre-se de utilizar um prego bem fino para furar a lata. Assim a imagem formada pela câmara
será mais nítida.
A câmara escura de orifício é um objeto totalmente fechado, com as paredes opacas e com um pequeno
orifício em uma das faces. Ao colocarmos um pequeno objeto luminoso ou iluminado em frente à câmara,
podemos observar a imagem formada na parede oposta ao orifício. Essa imagem é uma imagem real e
invertida.
O olho humano se comporta como uma câmara escura de orifício, onde a luz entra pela íris, e o orifício
central é a pupila. Ao penetrar a pupila, a luz chega à região oposta chamada de retina, onde a imagem é
formada. Essa imagem, assim como na câmara escura, é invertida.
Na câmara escura, quanto menor for o orifício, mais nítida será a imagem formada pela câmara.
Periscópio
Material necessário:
Dois espelhos pequenos
Tesoura
Um pedaço triangular de cartolina
Uma embalagem longa vida vazia
Lápis
Procedimentos:
Marque duas linhas diagonais em um dos lados da embalagem longa vida usando o triângulo de papel.
Os dois lados devem ter o mesmo tamanho.
2. Vire a caixa e trace duas linhas na direção das outras duas e corte todas elas.
3. Encaixe os espelho nas fendas. O espelho que você colocar na parte de cima tem que estar com o
lado espelhado para baixo, e o espelho que você colocar na parte baixo da caixa tem que estar com o
lado espelhado para cima.
4. Trace um quadrado em frente ao espelho de cima e recorte.
5. Com um lápis, faça um pequeno furo no lado de trás da caixa, na mesma altura do espelho de
baixo.
6. Agora olhe pelo furo.
O que acontece?
Você consegue ver acima da linha dos olhos.
Por que acontece?
Porque a luz da imagem entra pela abertura de cima, atinge o espelho que manda a luz para o espelho
de baixo. O espelho de baixo manda a luz para o furo no qual você vê a imagem.
Caleidoscópio
Material necessário:
Tubo de cartão (tente rolos vazios de papel toalha)
3 pedaços de espelho – de ¾ a 1 polegada de largura e 7 polegadas de altura
Espuma
Plástico transparente
Contas para artesanato de vidro transparente ou coloridas
Cola
Fita adesiva
Procedimentos:
Corte o tubo em 7 polegadas de comprimento. Guarde o restante da peça.
Arrume os espelhos. Coloque os espelhos em um triângulo equilátero com os lados do espelho de
frente um para o outro. Uma vez que você tenha um triângulo, use a fita adesiva para embrulhar os
espelhos e mantê-los em forma triangular.
Coloque os espelhos no tubo. Os espelhos devem ficar encaixados sem folga no tubo, mas caso não
fiquem, preencha os espaços com espuma até que os espelhos fiquem bem arrumados.
Cubra uma das extremidades. Usando um pedaço de cartolina com um buraco de ¼ polegadas no
meio, cole a extremidade com cola.
Faça o design. Usando o restante do tubo (ou um tubo um pouco mais amplo para assim facilitar
virar o tubo) faça o resto do caleidoscópio. Cubra uma extremidade com plástico transparente e fixeo com cola.
Preencha o design. Uma vez colados e secos, coloque o vidro colorido ou as contas no copo criado
com o tubo e o plástico transparente. Feche a outra ponta com plástico transparente e cola. Não
coloque demais, o vidro precisa rolar livremente.
Fixe o desenho final no tubo principal. Certifique-se que o ajuste está bem arrumado.
Decore o caleidoscópio. Divirta-se com marcadores, papel de parede, papel de embrulho, fitas ou
qualquer outro acessório divertido para decorar o exterior do caleidoscópio.
Agora seu caleidoscópio está pronto para uso. Segure o caleidoscópio à luz e rode-o para ver os padrões e
como eles mudam. Experimente combinações diferentes de cores e formatos de vidro para uma variedade
de desenhos.
Caleidoscópios são uma ótima atividade para se divertir e aprender sobre óptica.