8. Ótica geométrica com o painel magnético

O painel ótico mostrado na figura possibilita a visualização da trajetória de raios luminosos que foram refletidos ou refratados por objetos de diferentes formas. O painel consiste de uma lanterna com foco ajustável, uma placa com fendas retangulares e um conjunto de peças em acrílico com diferentes formas. Todas as peças têm imãs que permitem mantê-las em qualquer posição sobre o painel de aço magnético. Dessa forma, o quadro pode ser colocado na posição vertical para ser visto por todos os alunos.

Preparação do painel ótico

Um pedaço de manta magnética deve ser colado sobre cada uma das peças em acrílico. Para isso, use uma caneta para marcar o contorno de cada peça sobre a manta e, em seguida, recorte a manta nos contornos marcados. Retire a proteção do adesivo e cole cada parte sobre a respectiva peça em acrílico.
 

Recorte outros pedaços da manta e cole-os sob as abas da placa com fendas, como mostrado na figura.


A lanterna tem uma bateria recarregável. Quando necessário, carregue-a com a fonte que se encontra na caixa. Para isso, siga as instruções do fabricante.

Utilize o elástico para fixar a lanterna sobre o painel, como mostrado na figura. Depois, encaixe a peça de ajuste de altura sob a lanterna.

Coloque os objetos sobre o painel e ajuste as distâncias entre eles como indicado na figura.

Ajuste o foco da lanterna para que os raios de luz que atravessam as fendas saiam aproximadamente paralelos um ao outro.

Mova a peça de ajuste de altura da lanterna de forma a obter feixes de raios paralelos com o maior comprimento possível. Faça um teste colocando uma lente convergente na frente da placa de fendas. Os raios paralelos devem convergir depois de passarem por essa lente.

 

Vários experimentos poderão ser feitos com o material fornecido e outros poderão ser facilmente incorporados.
Seguem sugestões de alguns experimentos.

 

Experimento 1
Reflexão por um espelho plano

  

Prepare o painel ótico de acordo com as instruções.

Na frente da placa com fendas, coloque um espelho plano. Gire o espelho e observe as direções dos raios incidentes e refletidos.

Experimento 2
Reflexão e refração por um prisma

  

Prepare o painel ótico de acordo com as instruções.

Na frente da placa com fendas, coloque a peça de acrílico em forma de trapézio. Observe que os feixes refletidos e refratados obedecem as leis da reflexão e da refração, respectivamente. Gire a peça e observe o que acontece com os raios refletidos e refratados.

Posicione a peça de forma que os raios incidam sobre ela como mostrado na figura.

Experimento 3
Lentes convergentes e divergentes

  

Ao incidir em uma lente convergente, um feixe de raios de luz paralelos convergem em direção a um ponto que é o foco da lente.

No caso de uma lente divergente, esses feixes divergem a partir do foco dessa lente.