A Refração da Luz

Introdução:

        Neste experimento serão analisadas as leis da refração da luz por lentes. Veremos como funcionam as leis da refração para lentes convergentes e divergentes. Verificaremos o índice de refração de um determinado meio através de estudos, e com lentes convergentes e divergentes, estudaremos a posição do foco, e sua distância focal. Com o dioptro plano, verificaremos o desvio lateral do raio incidente e o raio refratado.

Material utilizado:

        Para realização do experimento, serão utilizados uma fonte de luz branca, um diafragma com uma fenda, lente de vidro convergente plano-convexa, disco giratório com escala angular e respectivo suporte, perfil em acrílico semicircular, diafragma de cinco fendas, perfil em acrílico biconvexo, perfil em acrílico bicôncavo, lente convergente biconvexa com DF 50mm e 100mm, letra F vazada em moldura plástica, anteparo e perfil em acrílico retangular(dioptro plano).

Procedimentos experimentais:

Determinação do Índice de Refração de um Material:

        Montou-se o equipamento colocando o cavaleiro metálico com o diafragma de uma fenda e a lente convergente anexadas, à frente da fonte de luz. Em seguida, colocou-se o disco giratório à frente do cavaleiro, e regulou-se o raio de luz, de forma que o mesmo ficasse perpendicular ao eixo do disco. Colocou-se o perfil semicircular regulado, de forma que o raio incidente perpendicular ao eixo do perfil se refratasse também perpendicularmente. Em seguida, variou-se o ângulo de incidência do raio de luz de 10° em 10°, e mediu-se o ângulo de refração, anotando os dados em uma tabela. Depois, girando o perfil em 180°, refez-se o experimento variando o ângulo de incidência de 5° em 5°.

Refração da Luz (Lente Convergente):

        Montou-se o equipamento semelhantemente ao experimento anterior, porém substituindo o diafragma de uma fenda pelo de cinco fendas, e o perfil semicircular pelo biconvexo. Colocou-se o perfil próximo à borda do disco, e em seguida, pôs-se um papel embaixo do perfil para desenhar os raios refratados.

Refração da Luz (Lente Divergente):

        Montou-se o equipamento da mesma forma do experimento com a lente convergente, porém substituindo o perfil biconvexo pelo bicôncavo.

Distância Focal de uma Lente Convergente:

        Montou-se o equipamento colocando-se quatro cavaleiros metálicos à frente da fonte de luz, sendo respectivamente anexados uma lente convergente biconvexa, uma letra F vazada, outra lente e um anteparo.

Dioptro Plano:

        Montou-se o equipamento semelhante ao procedimento do experimento de refração da luz, porém substituindo o diafragma de cinco fendas pelo de uma fenda, e o perfil biconvexo por um perfil retangular (dioptro plano), ajustando para que o raio incidisse perpendicularmente ao eixo do perfil, e refratasse também perpendicularmente. Em seguida, girou-se o disco 30°, e desenhou-se no papel os raios incidente e refratado.

Resultados:

Determinação do Índice de Refração de um Material:

        Obteve-se a seguinte tabela para os ângulos de incidência e reflexão do raio:

Ângulo de Incidência (I)	Sen(I)	Ângulo de Reflexão (R)	Sen(R)	Sen(I)/Sen(R)
10°	0,174	7°	0,122	1,424
20°	0,342	14°	0,242	1,413
30°	0,5	20°	0,342	1,461
40°	0,643	25,5°	0,435	1,493
50°	0,766	31°	0,515	1,487

Tabela I

Em seguida, girando-se o disco, obteve-se a seguinte tabela:

Ângulo de incidência(i)	Sen(i)	Ângulo de Refração(r)	Sen(r)	Sen(i)/Sen(r)
5°	0,09	7,5°	0,13	0,67
10°	0,17	15°	0,26	0,67
15°	0,26	23°	0,39	0,66
20°	0,34	34°	0,52	0,66
25°	0,42	39,5°	0,64	0,66
30°	0,50	48,5°	0,75	0,67
35°	0,57	59°	0,86	0,67
40°	0,64	73°	0,96	0,66
45°	0,71	-	-	-

Tabela II

Refração da Luz (Lente Convergente):

Ao incidir os feixes de luz sobre o perfil, pudemos perceber que a luz se refratava do outro lado, convergindo para um ponto em comum, o foco, que estava a 10,5 cm do centro da lente. O desenho obtido encontra-se em anexo.

        

Refração da Luz (Lente Divergente):

        Semelhantemente ao experimento anterior, pudemos perceber que a luz se refratava do outro lado do perfil, divergindo para diversas direções, porém, os prolongamentos dos raios divergentes convergiam para um ponto em comum, o foco, que estava a 11 cm do centro da lente. O desenho obtido encontra-se em anexo.