Experimento 2 - Fisica IV - Franciely Souza novo

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
 
 
FRANCIELY SOUZA DE JESUS TEIXEIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório de Física IV 
Experimento 2 
MEDIDA DO ÍNDICE DE REFRAÇÃO DO VIDRO DE UM PRISMA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Salvador 
2022 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
 
 
FRANCIELY SOUZA DE JESUS TEIXEIRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório da atividade experimental 
apresentada ao Departamento de 
Física da Universidade Federal da Bahia, 
como avaliação do curso 
FISD39 - Física Geral Experimental IV – P13. 
Orientador: Maria das Graças. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Salvador 
2022 
I. Introdução 
Este relatório traz como objetivo determinar através do comprimento de onda da 
luz e da medida do ângulo de desvio mínimo, o índice de refração do vidro de um prisma, 
apresentando as medidas aferidas e cálculos necessários para obtenção dos resultados 
desejados. 
 
II. Materiais 
 Espectrômetro (ou goniômetro óptico), 
 Prisma de vidro, 
 Lâmpada de Hg com fonte de alimentação, 
 Lanterna para iluminação. 
 
III. Resultados e tratamento de dados 
1ª parte – Medida do Ângulo R 
Foi aproximado a saída da fonte de luz à fenda ajustável do espectrômetro de 
modo que o feixe de luz a iluminasse completamente. 
O braço móvel foi movimentado a fim de que o telescópio apontasse para o 
colimador e tornasse possível visualizar a fenda através do ocular, realizando ajustes no 
mesmo para centralizar a imagem da fenda e o retículo. 
Com o auxílio do disco graduado do aparelho, foi obtido a 1°medida do ângulo R. 
O procedimento foi repetido duas vezes seguintes, obtendo assim a 2° e 3°medida para 
cálculo do valor médio. Os valores podem ser vistos na tabela abaixo: 
 
 
Tabela 1: Medidas do ângulo R e seu valor médio. 
 
2ª parte – Medida do Ângulo  
O prisma foi colocado no centro da mesa e posicionado em ângulo escolhido de 
modo que este estivesse frontal ao colimador. Uma vez localizada a imagem da fenda, 
folgue que era da mesma cor da luz que a iluminava. 
Girando o braço móvel até que o telescópio chegue a essa posição da fenda e assim 
foi possível centralizar a mesma sobre o retículo. Feito isso foram obtidas à 1°, 2° e 3° 
medida de T e T’, este último invertendo o lado de observação do prisma. Segue abaixo 
à medidas e o valor médio para cada ângulo. 
 
 
Tabela 2: Medidas do ângulo T e T’ e os seus valores médios. 
 
Desta forma, pode-se calcular o ângulo À, dado por: 
 =
|𝑇 − 𝑇′|
2
 
 = 
|𝑇 − 𝑇′|
2
=
120°16′
′
2
= 60°8′ 
Assim, o ângulo  é igual a 60°8’. 
 
3ª parte – Medida do Ângulo de Desvio Mínimo 
Mudando a posição do prisma de modo que uma das faces do prisma esteja 
posicionada à mais ou menos 30° e 45° com relação ao eixo do colimador. 
Então foram visualizados os raios de luz provenientes do colimador que incidiram 
na face do prisma. A mesa do espectrômetro foi girada um pouco para um dos lados de 
modo que os raios se movimentaram diminuindo o ângulo de desvio, o telescópio também 
foi movimentado para o sentido das linhas, e com o auxílio de um papel em branco foi-
se percebendo o momento em que as linhas inverteram o sentido de movimentação, 
atingindo assim o desvio mínimo, e fixando à mesa nessa posição. 
Assim foi feito o alinhamento do retículo com a cor roxo 1 para obter a medida T, 
esse processo de alinhamento da linha como retículo e obtenção da medida T foi repetido 
para as cores seguintes. Desta forma foram obtidos os seguintes valores do ângulo de 
desvio mínimo para cada cor: 
 
Tabela 3: Medida do ângulo de desvio mínimo. 
 
4ª parte – Medida da Largura Angular da Fenda 
Retirando o prisma da mesa do espectrômetro, o telescópio foi girado até a posição 
central para visualizar novamente a imagem da fenda. 
O alinhamento do retículo com a fenda foi realizado, e em seguida o retículo foi 
deslocado para a borda esquerda da fenda tangenciando-a, fazendo a leitura da posição 
no disco graduado. O mesmo foi feito para medir a posição da borda direita. Assim foi 
possível calcular a largura angular da fenda dada por: 
𝐿𝐴𝐹 = |𝐵𝐸 − 𝐵𝐷| 
Os resultados obtidos se encontram na tabela abaixo. 
 
 
Tabela 4: Medida da largura da fenda. 
Como pode ser observado, o valor de LAF está coerente com a teoria, onde se 
espera um valor entre dois e seis minutos de grau se a fenda for bem fina. 
Calculando o erro na medida direta de qualquer ângulo θ, tem-se: 
∆𝜃 = 𝑒𝑟𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑣𝑒𝑟𝑛𝑖𝑒𝑟 (01′) +
𝐿Â𝐹
2
= 01′ + 01′ = 2′ 𝑜𝑢 0.00058 𝑟𝑎𝑑 
 
IV. Trabalho Complementar 
Determinando os valores dos índices de refração n do vidro do prisma, a partir do 
valor do ângulo interno do prisma e o ângulo de desvio mínimo para cada cor 
 
 
Lembrando que  é igual a 60°8′, assim o índice de refração para cada cor é dado 
na tabela abaixo. 
 
Tabela 5: Índice de refração para cada cor. 
 
Determinando o desvio relativo do índice de refração para cada cor 
 
 
 
Sabe-se que ΔT é dado por: 
ΔT = LAF/2 = 1’ 
Substituindo os valores na equação tem-se os resultados dos desvios para cada cor abaixo. 
 
Tabela 6: Desvio relativo do índice de refração para cada cor. 
 
Curva de dispersão 
 
Gráfico 1: Curva de dispersão. 
 
A partir do gráfico acima, é notório que o índice de refração e o comprimento de 
ondas ao inversamente proporcionais, ou seja quanto maior o comprimento de onda 
menor o índice de refração. 
 
Curva de calibração do espectrômetro 
 
Gráfico 2: Curva de calibração do espectrômetro. 
 
O gráfico acima auxilia à compreender que conforme a cor da luz o desvio mínimo 
sofre variação. 
 
V. Conclusão 
O experimento nos permitiu determinar e compreender o índice de refração do 
vidro de um prisma através do comprimento de onda da luz e da medida do ângulo de 
desvio mínimo, cumprindo assim com o objetivo inicialmente proposto, apesar da 
tendência das curvas dos gráficos não apresentarem um total comportamento esperado. 
Este fator provavelmente se deve a erros no momento de leitura e coleta de dados. 
 
VI. Anexo