Depto de Física/UFMG
Laboratório de Fundamentos de Física
EXPERIMENTO No 5
LEIS DA REFLEXÃO E DA REFRAÇÃO DA LUZ
INTRODUÇÃO
REFLEXÃO
Quando um raio luminoso OC (figura 1) atinge uma superfície refletora MZ no ponto C, o
mesmo é refletido ao longo da direção CA. Uma vez que a luz pode ser emitida em todas as
direções a partir do ponto O considerado, muitos outros raios de diferentes direções atingirão a
superfície refletora. Um desses raios pode vir segundo a trajetória OD e ser refletido ao longo de
DB. Traçando-se as normais CN1 e DN2 nos pontos onde os raios luminosos atingem a superfície
refletora obtem-se os ângulos î e î' denominados ângulos de incidência e os ângulos r e r'
denominados ângulos de reflexão. Note que os dois raios incidentes OC e OD divergem a partir do
ponto O e continuam divergindo após a reflexão, parecendo vir do ponto I. O ponto I fornece a
localização da imagem virtual de um objeto situado em O.
Figura 1: Diagrama de raios luminosos refletidos numa superfície refletora segundo a Lei de reflexão da
luz.
REFRAÇÃO
Quando um raio luminoso, propagando-se inicialmente num meio 1, com uma velocidade v 1 na
direção AC (figura 2), encontra a superfície de separação desse meio 1 com outro meio 2 no ponto
C e passa a se propagar nesse outro meio com velocidade v 2, ele muda de direção, passando a se
propagar ao longo de CB. (No caso, v 2 < v 1).
Os ângulos θ1 e θ2 são chamadas ângulos de incidência e de refração, respectivamente, e estão
relacionados às velocidades v1 e v2 através da lei de Snell:
sen θ1 v1
=
,
sen θ 2 v2
ou ainda,
sen θ1 n 2
=
sen θ2 n1
,
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onde n1 (= c/ v 1) é o índice de refração do meio 1 e n2 (= c/ v 2) índice de refração do meio 2,
sendo c a velocidade da luz (= 3,0x108 m/s).
Figura 2: Diagrama de um raio luminoso refratado de um meio 1 para um
meio 2 segundo a lei de refração.
PARTE EXPERIMENTAL
Objetivo:
1. Verificar as leis da reflexão e da refração da luz traçando a trajetória de raios luminosos que
incidem em uma superfície.
2. Medir o índice de refração da luz na água a partir da lei de Snell, traçando a trajetória de raios
luminosos incidentes na superfície de separação de dois meios transparentes.
Material:
Espelho plano com suporte, placa de isopor retangular, alfinetes, papel milimetrado, transferidor,
papel milimetrado, placa de isopor em forma de T, béquer de 500ml.
Procedimento:
1a Parte: Leis da reflexão da luz
1) Coloque sobre a placa de isopor a folha de papel milimetrado e o espelho plano. A posição do
espelho deverá ser marcada por meio de um traço e o espelho deverá ficar alinhado normal
ao plano do papel. A seguir, espete um alfinete verticalmente no papel em um ponto O situado à
frente do espelho, a cerca de 6 a 8 cm do mesmo. Olhando, agora, no nível da folha de papel, à
direita de O, localize visualmente a imagem I do alfinete-objeto no espelho. Procure alinhar dois
outros alfinetes 1 e 2 com a imagem I, espetando-os também no papel. Marque esses pontos com
A e H, por exemplo.
2) Agora, coloque-se atrás do alfinete-objeto O e ajuste sua linha de visada até que O e as imagens
de 1 e 2 fiquem alinhadas. Espete outro alfinete em um ponto ao longo dessa linha de visada,
como em E, por exemplo.
3) Retire os alfinetes e o espelho, menos o alfinete - objeto, e trace AC, OC e N1. O que
representam AC e OC? Como são denominados ao ângulos î e r ? Meça os seus valores. O
resultado foi o esperado?
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4) Recolocando o espelho no mesmo lugar, modifique a posição da sua cabeça de modo que fique à
esquerda de O. Repita o procedimento dos itens 2 e 3 para obter os pontos B, J, D, F e a normal
N2. Que relação existe entre os valores dos ângulos î' e r' ?
5) Retire novamente o espelho e prolongue AC e BD até que se interceptem. O que representa o
ponto de interseção I?
6) Meça as distâncias de O e I ao espelho. Quais as suas conclusões a respeito da imagem formada
por um espelho plano?
2a Parte: Leis da refração da luz e medir o índice de refração da água
1) Cubra a peça de isopor em forma de T com uma folha de papel milimetrado, recortado na mesma
forma do isopor.
2) Marque com dois alfinetes (1 e 2) uma direção qualquer na parte mais estreita da peça de isopor,
como mostra a figura 3.
Figura 3: Isopor em forma de T com as indicações dos alfinetes a serem
espetados.
3) Coloque cerca de 700 ml de água no béquer e insira a peça de isopor em forma de T
verticalmente, de modo que os dois alfinetes fiquem abaixo da superfície da água.
4) Olhando através da superfície da água, procure alinhar dois outros alfinetes (3 e 4) com a
imagem dos dois primeiros (imagem produzida por refração), numa mesma linha de visada.
ATENÇÃO!... Cuidado para não olhar através do vidro do béquer, o que ocasionaria mais uma
refração. Procure ajustar seu plano de visada ao plano do papel.
3) Retirando o isopor da água, trace no papel a linha correspondente à superfície de separação dos
dois meios (água e ar), bem como a normal à mesma no ponto de incidência.
4) Verifique os ângulos de incidência e refração θ1 e θ2 e meça os seus valores.
5) Considerando o índice de refração absoluto do ar igual a 1,00, calcule o índice de refração da
água. O valor tabelado para o índice de refração da água é 1,33. Qual a diferença percentual
entre o valor que você encontrou e o valor tabelado?
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