RELATÓRIO DE ÓPTICA GEOMÉTRICA – REFLEXÃO E REFRAÇÃO

ÓPTICA GEOMÉTRICA – REFLEXÃO E REFRAÇÃO

Whilliam Telles – Turma 10 –

Laboratório de Física IV – Departamento de Física

Universidade Federal de Santa Maria

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Resumo.  Este experimento visa verificar experimentalmente as leis da reflexão e da refração, bem como a dispersão cromática.  Para isso, incidiu-se luz sobre diferentes superfícies e meios para analisar o ângulo de reflexão e refrão. Também foi analisada a diferença aparente de tamanho de um objeto quando imerso em água, o que permite calcular o índice de refração da mesma.

Palavras chave: reflexão, refração, snell, luz

Introdução

Ao atingir uma superfície (ou interface) de um material transparente, parte da luz é refletida, propagando-se no sentido contrário do feixe inical, e outra parte é refratada, propagando-se no mesmo sentido, porém desviado, a menos que o raio incidente seja perpendicular.

[pic 1]

Figura 1 Fonte: http://tinyurl.com/znvgaz9

Experimentalmente define-se que este fenômeno segue duas Leis. A Lei da Reflexão é definida como:

 (1)[pic 2]

E a Lei da Refração, também chamada de Lei de Snell, é definida como:

 (2)[pic 3]

Conforme o ângulo de incidência é aumentado, maior é o de refração. Sendo assim, é definido o ângulo crítico, , que trata-se do ângulo de incidência máxima para que haja um raio refratado, e ele se dá quando o ângulo de refração é 90°.[pic 4]

 (3)[pic 5]

Outra parte do experimento visou verificar a relação entre o índice de refração e a diferença aparente de tamanho entre uma parte submersa de uma imagem e outra acima da superfície. A relação é dada por:

 (4)[pic 6]

Onde,  é o tamanho aparente da parte submersa, e  é o tamanho da outra parte.[pic 7][pic 8]

Procedimento Experimental

Primeiramente foi acoplado um semidisco de acrílico a uma mesa giratória com indicação dos ângulos. Em seguida, incidiu-se um feixe de laser na parte plana do semidisco, em diferentes ângulos, e os ângulos de refração e reflexão foram verificados. A seguir, foi feita a mesma coisa, porém desta vez o feixe foi incidido sobre a parte curva.

Por fim, foi fotografada uma pilha parcialmente submersa em um Becker com água, e através da equação (4) determinou-se o índice de refração da água. As medidas foram feitas traçando retas no software Power Point e anotando seu comprimento.

Resultados e Discussão

Os ângulos de refração observados quando o feixe incidiu sobre a parte plana do semidisco estão na tabela a baixo:

θi	sen(θi)	θr	sen(θr)	sen(θi)/sen(θr)
80	0.98	44	0.69	1.42
70	0.94	41	0.66	1.43
60	0.87	37	0.60	1.44
50	0.77	31	0.52	1.49
40	0.64	27	0.45	1.42
30	0.50	21	0.36	1.40
20	0.34	14	0.24	1.41
10	0.17	6	0.10	1.66

Como pode-se observar, o índice de refração, dado na última coluna, não variou muito exceto pela última medição, o que provavelmente se deu por dificuldade em fixar o laser no ângulo desejado. Por isso, este último valor ficou de fora no cálculo do índice médio, que foi de 1,43.