Relatorio fisica 4 - difração da luz

Universidade Federal do Maranhão

Centro de Ciências exatas e tecnológicas

Aluno:

Reflexão e refração da Luz 

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• Introdução

Quando um feixe de luz muda de meio de propagação é possível em geral observar dois efeitos: a reflexão e a refração. O fenômeno da refração ocorre a princípio porque a velocidade da luz varia com a mudança do meio, de forma que o índice de refração n é definido como a relação entre a velocidade da luz no vácuo c e a velocidade da luz nesse meio v.

 Uma consequência direta dessa definição é o índice de refração, que será uma função do comprimento de onda λ, que irá ocasionar o fenômeno da dispersão, que pode ser visualizado, por exemplo, através do arco-íris no qual a luz do Sol é decomposta nas cores que a compõem depois de atravessar gotículas de água.

 Quando um raio de luz incide obliquamente fazendo um ângulo θ1 com a reta normal à superfície, na interface entre dois meios (por exemplo, ar-vidro) tem-se um raio refletido fazendo um ângulo θ1’ com a normal, de maneira que θ1’=θ1. O que é conhecido como Lei da reflexão. Já o raio refratado fará um ângulo θ2 também em relação à normal que obedecerá a Lei da refração, conhecida como lei de Snell- Descarte.

n1 . sen (θ1) = n2 sen( θ2)

• Objetivo

Verificar a relação entre o ângulo de incidência e o ângulo de reflexão.

Verificar a lei de Snell-Descartes e medir o índice de refração do acrílico.

Medir o ângulo crítico para o qual ocorre o fenômeno da reflexão interna total da luz.

• Materiais Utilizados

• Uma fonte de luz laser;
• Um disco graduado de Hartl;
• Um espelho plano;
• Um semicírculo de acrílico;

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• Procedimentos

Alinhou-se o laser com o disco graduado e posicionou-se o espelho ortogonalmente em relação à trajetória do raio de luz.

Mediu-se o ângulo de reflexão para cada ângulo de incidência e anatou-se na Tabela 1.

Posteriormente fez-se incidir o laser no semicírculo de acrílico de maneira que os raios refratados fossem perpendiculares à superfície de emergência, mediu-se a variação do ângulo de refração girando o disco de Hartl, anotou-se na Tabela 2.

Por último colocou-se o semicírculo de acrílico sobre o suporte circular graduado de maneira que a superfície plana do semicírculo coincida com o diâmetro do suporte. Fez-se incidir perpendicularmente à face circular do semicírculo e para duas medidas do ângulo de incidência, anotou-se os respectivos ângulos refratados na Tabela 3

• Resultados e discursões

Tabela 1
Ângulo de incidência (°)	Ângulo de reflexão (°). Sentido direto	Erro	Ângulo de reflexão (°). Sentido inverso	Erro
10	10	0	9,5	0,5
20	21	1	20	0
30	30,5	0,5	29,5	0,5
40	40,5	0,5	39,5	0,25
50	50,25	0,25	49,25	0,5
60	60	0	59,5	0,5

Com os valores obtidos pode-se observar que ângulo de reflexão no sentido tanto direto, quanto o inverso é igual ao ângulo de incidência na maioria dos casos, o que concorda com a segunda lei da reflexão os valores diferentes em alguns dados são muito pequenos e podem ter sido ocasionado por vários fatores que vão desde a visualização das medidas terem sido feitas de maneira errada até pequenos erros no alinhamento do sistema.

Na segunda parte desse experimento verificou-se a refração do laser quando o mesmo passa por um meio de acrílico, o seu comportamento, como pode ser observado na tabela 2, comportou-se de maneira esperada, amparada pelas leis físicas e podendo ser demostrada pela lei de Snell-Descarte. 

Tabela 2[pic 1]
[pic 2]	[pic 3]	[pic 4]	[pic 5]	[pic 6]	[pic 7]
0	0,5	0	0,009	0	0
20	13	0,342	0,225	1,5204	1,520
25	16	0,423	0,276	1,5332	1,533
30	19	0,500	0,326	1,5358	1,536
35	22,25	0,574	0,379	1,5148	1,515
40	25	0,643	0,423	1,5210	1,521
45	27,75	0,707	0,466	1,5187	1,519
50	30	0,766	0,500	1,5321	1,532
55	32,5	0,819	0,537	1,5246	1,525
60	35	0,866	0,574	1,5099	1,510
65	36,5	0,906	0,595	1,5237	1,524
70	38,5	0,940	0,623	1,5095	1,510
75	39,5	0,966	0,636	1,5186	1,519
80	40	0,985	0,643	1,5321	1,532
85	41	0,996	0,656	1,5185	1,518
Média				1,42084	1,421
Desvio				0,39315	0,393

Ao se analisar a tabela podemos observar que não existe uma relação entre o ângulo de incidência θ1 com o de refração o que pode ser observado no gráfico abaixo:

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