Relatório 2 REFLEXÃO TOTAL E ÂNGULO LIMITE FISICA IV

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
FÍSICA IV
REFLEXÃO TOTAL E ÂNGULO LIMITE
Cuiabá/MT
Abril/2015
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
FISICA IV
Discentes: Lucas Luiz Lunarti, Luan Ribeiro da Silva e Renner Siqueira França.
Relatório técnico apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina Física IV, no Curso de Engenharia Elétrica, na Universidade Federal de Mato Grosso.
Profº. Paulo Henrique Lana Martins.
Cuiabá/MT
Abril/2015
 SUMÁRIO
1	INTRODUÇÃO..............................................................................4
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .................................................4
3	MATERIAIS UTILIZADOS..........................................................5
4	PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL E RESULTADOS..........5
5	CONCLUSÃO................................................................................7
7 	REFERENCIAS..............................................................................7
INTRODUÇÃO:
. 
 	Quando um feixe luminoso incide sobre uma superfície lisa que separa dois meios diferentes, parte da luz incidente volta ao meio de origem da luz e parte penetra no segundo meio. Esse comportamento da luz pode ser analisado a partir de uma série de observações e medidas que permitem estabelecer duas leis da natureza: a lei da reflexão e a lei da refração. O meio de propagação que o índice de refração adota é principalmente o vácuo para fazer uma relação de velocidade, comprimento de onda, ângulo de refração dentre outros.
	Neste experimento mostraremos que o índice de refração pode ser relacionado a outros meios que não o vácuo, nesse caso chamamos de índice de refração relativo. Usaremos como meios o acrílico e o ar e buscaremos obter uma refração relativa menor que 1, uma vez que a refração e a reflexão dependem do ângulo de incidência e do meio de propagação, encontraremos também o ângulo critico do acrílico e observaremos a reflexão total.
FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA:
Lei da reflexão 
Quando um raio de luz incide sobre uma superfície de separação de dois meios óticos, formando um ângulo θ1 com a normal à superfície, ele se reflete formando um ângulo θ’1 (também com a normal à superfície) então temos que: θ1 = θ’1. (Figura 1).
Lei da refração ou Lei de Snell-Descartes
Quando um raio de luz incide sobre uma superfície de separação de dois meios óticos, formando um ângulo θ1 com a normal à superfície ele passa ao segundo meio (processo de refração) formando um ângulo θ2 onde: n1senθ1 = n2senθ2. Também podemos escrever esta relação como: senθ1/senθ2 = n2/n1 = n21, onde n21 é o índice de refração do meio 2 em relação ao meio 1. (Figura 2) Como consequência do fenômeno de refração, quando um raio de luz passa de um meio opticamente mais denso (maior n) a outro menos denso (menor n), o raio se afasta da normal, podendo-se produzir assim o chamado processo de reflexão total. Isto acontece quando: θ2 = 90° e θ1 = θt (Figura 3).
Nesta situação: n1senθ1 = n2senθ2, portanto senθ1 = n21. Este ângulo θ1 = θt denomina-se ângulo limite para reflexão total.
MATERIAIS UTILIZADOS:
Transformador 12V;
Banco Ótico;
Fonte luminosa com lente acoplada;
Placa com fenda;
Transferidor Ótico;
Semicírculo de acrílico;
Duas lentes convergentes.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL E RESULTADOS:
Primeiramente, ligamos a fonte luminosa e ajustamos as lentes condensadoras e a placa com fenda, de modo que passamos a obter um feixe luminoso bem fino sobre o transferidor ótico, em seguida posicionamos o semicírculo de acrílico de modo que o feixe luminoso incidisse no centro da face circular, giramos o transferidor ótico e obtivemos os ângulos de refração para os ângulos de incidência (tabela 01).
	Continuamos girando o transferidor ótico e obtivemos o ângulo limite para a luz vermelha (14º) e para a luz violeta (15º).
	θ1 (ângulo de incidência)
	θ2 (ângulo de refração)
	Sen θ1
	Sen θ2
	n
	10º
	17º
	0,17
	0,29
	0,59
	15º
	24º
	0,26
	0,41
	0,63
	20º
	31º
	0,34
	0,52
	0,65
	25º
	39º
	0,42
	0,63
	0,67
	30º
	47º
	0,50
	0,73
	0,68
	35º
	57º
	0,57
	0,84
	0,68
	40º
	73º
	0,64
	0,96
	0,67
	70º
	120º
	0,94
	0,87
	1,08
Tabela 01 – Ângulos de refração para os ângulos de incidência.
Calculamos o índice de refração (n) através da Lei de Snell, utilizando para n1 o ar e para n2 o acrílico. Obtivemos média de: 0,70625.
Para o ângulo de 41,2º aproximadamente não houve ângulo de refração, isso se deu por ele ser um ângulo critico isso porque o índice de refração do acrílico é maior que o índice de refração do ar, logo, a incidência do ângulo de refração se aproximou muito da normal, podemos dizer que esse ângulo coincidiu com a normal, com essa mesma angulação notamos que a luz vermelha apresentou o ângulo limite de 14º e a luz violeta de 15º.
Para o ângulo de incidência de 20º temos (Figura4):
Para o ângulo de incidência de 70º temos (Figura5):
 
CONCLUSÃO:
Os objetivos foram alcançados. Observamos que determinado ângulo de incidência de luz sobre um material translucido (acrílico) sua propagação ocorre de forma em que não tenha raio refratado, o angulo de refração coincidente com a normal é chamado de ângulo critico (41,2º).
REFERENCIAS:
- http://www.if.ufrgs.br/~marcia/
- YOUNG H. D. e FREEDMAN R. A., Sears & Zemansky Física IV – Ótica e Física Moderna, São Paulo: Pearson Education do Brasil, 12a Edição.
- HALLIDAY D., RESNICK R. e KRANE K. S., Física 4, RJ, LTC Editora S. A.
- BAUER W., WESTFALL G. D. e DIAS H., Física para Universitários – Óptica e Física Moderna, São Paulo: Mc Graw Hill - Bookman
- Física vol 4_ Tipler, Paul Allenl. 
- http://efisica.if.usp.br/otica/basico/refracao/snell/