REFRAÇÃO DA LUZ - FÍSICA EXPERIMENTAL II

OBJETIVO

O experimento tem como objetivo observar a refração de um feixe de luz, medir e registrar estes ângulos; Verificar a existência de alguma relação entre os senos dos ângulos de incidência e de refração; Determinar o índice de refração no meio (acrílico); Determinar a velocidade de propagação da luz no meio (acrílico).

RESUMO

O experimento foi realizado com a incidência de um feixe de luz num meio sólido e transparente, tomando-se 4 (quatro) leituras de ângulos de incidência e respectivos ângulos de refração, a fim de estudar o fenômeno da Refração da Luz, calculando o índice de refração e determinando a velocidade com que a luz se propaga neste meio sólido.

INTRODUÇÃO

A passagem da luz de um meio para outro é chamada refração. Quando um raio de luz incidente é oblíquo, a refração é acompanhada de desvio de direção, o que não acontece se a incidência for perpendicular.

Chamamos índice de refração absoluto (n) de um meio a razão entre a velocidade da luz no vácuo (c) e a velocidade da luz no meio considerado (v).

(equação 1)

DEFINIÇÕES E DESENVOLVIMENTO

Leis da Refração

A primeira lei estabelece que o raio de incidência, o raio de refração e a normal pertencem a um mesmo plano.

A segunda lei estabelece uma relação entre os ângulos do raio incidente e refratado, juntamente com os índices de refração dos meios. Essa relação é conhecida como Lei de Snell-Descartes e se enuncia por:

“Numa refração, o produto do índice de refração do meio no qual ele se propaga pelo seno do ângulo que o raio luminoso faz com a normal é constante.”

A lei de Snell pode ser escrita como:

n1 sen θ1 = n2 sen θ2

Onde:

n1 é o índice de refração no meio 1;

n2 é o índice de refração no meio 2;

θ1 é o ângulo de incidência;

θ2 é o ângulo de refração.

Desenvolvimento:

• Posicionar, centrando bem o corpo ótico transparente de acrílico semi círculo com base magnética na prancheta metálica graduada em grados (banco óptico plano);

• Posicionar o emissor de raio laser de modo que o feixe incida do lado reto do corpo ótico e de forma a permitir as leituras dos ângulos no banco ótico plano;

• Registrar, através da banco ótico plano, os ângulos de incidência e de refração do feixe que atravessa o corpo ótico de acrílico semi círculo;

• Calcular a velocidade com que a luz propaga no meio de acrílico em estudo.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

• Material necessário

Foi utilizado um banco ótico plano graduado, onde posicionou-se um corpo ótico semi círculo de acrílico, de modo que o emissor de raio laser possa emitir o feixe em direção ao eixo do semi círculo, permitindo ajustar os ângulos de incidência desejados.

• Procedimento:

O experimento foi realizado de acordo com os seguintes passos:

• O corpo ótico semi circulo de acrílico foi colocado centralizado sobre o disco graduado do banco ótico plano de modo a permitir as leituras dos ângulos de incidência e de refração do feixe de laser como mostra a figura 1. O corpo ótico possui ímãs que grudam no banco ótico de aço, permitindo uma maior precisão nas leituras.

Figura 1

• Em seguida, utilizando-se do emissor de raio laser, direcionando o feixe no ponto central do corpo ótico semi círculo.

• O feixe do raio de laser incidiu no corpo ótico semi círculo exatamente sobre o eixo ótico (linha fazendo 0° com a normal ao plano de incidência) sem sofrer nenhum desvio.

• O emissor de radiação laser foi deslocado até que o feixe de raio laser incidente formasse um ângulo de 20º com a normal, realizando os registros dos ângulos de