[Fisica}Ensaio Ondas

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UNESA – Universidade Estácio de Sá
FISÍCA TEÓRICAEXPERIMENTAL II
Professor: Gustavo Siqueira Alvarenga
ÓPTICA
ONDAS: REFRAÇÃO
2016
Introdução
Quando a luz passa de um meio material para outro meio ocorre duas coisas. A primeira é que a velocidade da luz muda. A segunda é que quando a incidência não é oblíqua, a direção de propagação também muda. 
O fenômeno da refração é quando a passagem de ondas planas atravessam obliquamente de uma região mais funda para uma região mais rasa (BARROS, 2016). Ou seja, a passagem da luz de um meio para outro damos o nome de refração.
Fundamentação Teórica
Quando um raio de luz passa de um meio para outro, a sua velocidade se altera, sofrendo como consequência um desvio na sua direção de propagação; a esse fenômeno dá–se o nome de refração da luz. A direção das ondas incidente e refratada formam com a normal à superfície de separação dos dois meios um ângulo de incidência î e um ângulo de refração (Figura 1).
Figura 1:Refração da Luz
A relação entre esses ângulos depende de uma característica dos meios chamada índice de refração (n) que é igual à razão entre as respectivas velocidade de propagação no vácuo (300.000km/s) e no meio.
Dessa forma, temos:
Se tomarmos, por exemplo, que a velocidade da luz no vidro é v=200.000km/s, então o índice de refração do vidro valerá:
É importante salientar que o índice de refração n é expresso por um número sem unidades, as unidades de velocidade no numerador e no denominador se cancelam.
Outro detalhe é que a velocidade da luz, em qualquer meio, é sempre menor que c. Logo, temos sempre n maior que 1. Como a velocidade da luz no ar é praticamente igual a c, evidentemente o índice de refração desse meio pode ser considerado como n = 1. O maior valor do índice de refração (n) é do diamante que é n = 2,40.
Na Figura 1, mostramos um raio luminoso se refratando ao passar pela superfície de separação de dois meios quaisquer (1) e (2). A relação entre os senos dos ângulos de incidência e refração, e os índices de refração dos dois meios n1 e n2 é dada pela lei de Snell, descrita a seguir:
Essa é a expressão matemática da lei básica da refração da luz.
O índice de refração é um número adimensional, pois é definido pela razão de duas velocidades. Na tabela abaixo os índices de refração em relação ao vácuo para uma frequência de uma luz monocromática de 5.1014 Hz.
Figura 2: Índice de refração para algumas substâncias
Objetivo
Além de estudar o fenômeno óptico da refração, o experimento do presente relatório tem como objetivo calcular o índice de refração do acrílico.
Descrição Experimental
Para saber o índice de refração (n2) do acrílico foi realizado medição do ângulo de que o raio laser sofria ao passar pelo meio acrílico e assim aplicada a lei de Snell supracitada. 
4.1	Material Utilizado
Transferidor
Peças de acrílico
Projetor de laser
Procedimento 
Após ser escolhida a peça de acrílico a ser utilizada, a mesma foi posicionada ao centro do transferidor (Figura 1).
Figura 3: Transferidor.
	O projeto de laser é então acionado e assim observado o fenômeno óptico da difração.
Figura 4: Experimento óptico.
	Com auxílio do transferidor é possível mensurar em quantos graus o raio laser sofreu de difração. E então é anotado para aplicação da Lei de Snell-Descartes supracitada. Vale destacar que o índice de refração do ar é próximo a 1 e o ângulo de incidência do raio na peça de acrílico é de 90º.
Encontrado o índice de refração da peça de acrílico também foi calculada a velocidade de propagação da luz no meio através da formula descrita anteriormente.
Resultados
Através do transferidor foi obtido um ângulo incidência igual a 80º e um ângulo de difração igual a 40º. Logo, temos a seguinte equação
Encontrado o índice de refração é possível calcular a velocidade de propagação da luz no meio através da fórmula:
Conclusão 
	Segundo os valores obtidos no experimento e aplicação da lei de Snell-Descartes o índice de refração do acrílico foi de 1,5320 e a propagação da luz no meio foi de 195.822,45 km.s-1. Em relação a velocidade da luz no ar (±300.000 km.s-1) é notável a maior resistência da luz atravessar o acrílico apresentando assim velocidade inferior a reportada.
Referência Bibliográfica
BARROS, L. M. DE. Física Teórica Experimental II. 1a. ed. Rio de Janeiro: Seses, 2016. 
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