REFRAÇÃO DA LUZ REVISADA

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UFCG / CCT / UAF - DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL II
PROFESSOR: ________________________DATA:__/__/_____PERÍODO: 2020.3
ALUNO(A):___________________________________________TURMA: _____
PREPARAÇÃO DE REFRAÇÃO - ÓPTICA GEOMÉTRICA
1.Que acontecimentos na natureza que você tenha observado podem estar relacionados com Refração da Luz? 
2. O que entendes por Refração da Luz? Enuncie as Leis de Refração da Luz. 
3. Em Laminas de Faces Planas e Paralelas, descreva os raios após o raio atravessar a segunda face. De que depende o afastamento lateral (d) do raio luminoso ao atravessar a lâmina? Qual o valor de d?
4. Mostre que o afastamento lateral x será dador pela equação: x = D[sen(i-r)]/cosr , onde D é a largura do dióptro, i é o ângulo de incidência e r é o ângulo de refração.
5. Qual o conceito de foco real? E virtual? 
6. Qual o comportamento de um feixe luminoso que incide em uma lente paralelamente ao eixo principal?
7. Como é possível identificar o foco de uma lente esférica côncava? Experimentalmente.
8. Como é possível identificar o foco de uma lente esférica convexa? Experimentalmente.
9. Fazer ilustração dos elementos principais de uma lente delgada convergente?
PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
EXPERIMENTOS DE REFRAÇÃO DA LUZ
4.2.1 Determinação do Índice de Refração de um Material 
MATERIAL UTILIZADO: ACRÍLICO 
1- Fonte de luz branca 12V – 21W, chave liga-desliga, alimentação bivolt e sistema de posicionamento do filamento; 
2 - base metálica 8 x 70 x 3cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700mm; 
3- superfície refletora conjugada: côncava, convexa e plana;
4 - diafragma com uma fenda; 
5 - lente de vidro convergente plano-convexa com Ø = 60mm, DF = 120mm, em moldura plástica com fixação magnética; cavaleiro metálico;
6 - suporte para disco giratório;
7 - disco giratório Ø = 23cm com escala angular e subdivisões de 1°;
8 - perfil em acrílico semicircular.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL - PARTE 1
1. Montar o equipamento conforme foto abaixo (Fig.4-6). 
Figura 46 Montagem para o experimento Determinação do índice de refração de um material
Fonte: Azeheb - Laboratórios de Física
2. Colocar em um lado do cavaleiro metálico o diafragma com uma fenda e do outro lado uma lente convergente de distância focal 12 cm. Ajustar a posição do conjunto para que o filamento da lâmpada fique no foco da lente;
3. Ligar a fonte de luz e ajustar o raio luminoso bem no centro do transferidor;
4. Colocar o semicírculo no disco ótico, conforme foto e ajustá-lo no disco ótico de tal modo que o ângulo de incidência seja igual à 0°, e o ângulo de refração também 0º;
5. Girar o disco variando o ângulo de incidência de 10° em 10°. Meça e anote os valores dos ângulos de refração medidos, na Tab.4-4; 
Para cada angulo (i), cada angulo (r) calcule na tabela os senos desses e anote.
	Ângulo de incidência (i)
(sugerido)
	sen(i)
	Ângulo de refração (r)
(simulado)
	sen(r)
	sen(i) / sen(r)
	10°
	
	6,5°
	
	
	20°
	
	13,2°
	
	
	30°
	
	19,5°
	
	
	40°
	
	25,5°
	
	
	50°
	
	29,0
	
	
Tabela 44 Tabela que relaciona os valores de Do e Di a fim de determinar o foco da lente
6. O que representa a razão sen(i) / sen(r):______________________________________ 
7. O esperado para este valor é (constante / variável)? Comente.
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
8. Escrever as leis da refração.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL - PARTE 2
Montar o equipamento conforme foto abaixo (Fig.4-7). Utilizar a mesma montagem do experimento anterior.
Figura 47 Montagem para o experimento Determinação do índice de refração de um material - p2
Fonte:Azeheb,Laboratórios de Física
	
1. Colocar o semicírculo no disco ótico, conforme a foto, e girar o disco ótico variando o ângulo de incidência de 5° em 5°. Meça e anote os valores dos ângulos de refração na Tab.4-5. 
2. Para cada angulo (i), cada angulo (r) calcule na tabela os senos desses e anote.
3. O que representa a razão sen(i)/sen(r) :__________________________________________.
4. O esperado para este valor é (constante / variável). Comente.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
	Ângulo de incidência (i)
(sugerido)
	sen(i)
	Ângulo de refração (r)
(simulado)
	sen(r)
	sen(i) / sen(r)
	5°
	
	7,5°
	
	
	10°
	
	15,0°
	
	
	15°
	
	22,5°
	
	
	20°
	
	31,0°
	
	
	25°
	
	39,5°
	
	
	30°
	
	48,5°
	
	
	35°
	
	59,0°
	
	
	40°
	
	72,8
	
	
	45°
	
	-
	
	
 Tabela 45 Tabela que relaciona os valores medidos de D0 e D1 a fim de determinar o foco da lente
5. Por que não foi possível completar a tabela para o ângulo de 45°? Comente.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6. Que fenômeno ocorreu no ângulo de incidência em torno de 45°?
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7. Observar novamente o experimento e definir ângulo limite. 
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
8. Qual o valor do ângulo limite para o acrílico? _____________________________________
9. Quais são as condições necessárias para que ocorra reflexão total? 
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4.2.2. Refração da Luz: Lente Convergente
MATERIAL UTILIZADO:
1 - Fonte de luz branca 12V – 21W, chave liga-desliga, alimentação bivolt e sistema de posicionamento do filamento; 
2 - base metálica 8 x 70 x 3cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700mm; 
 3 - diafragma com cinco fendas; 
4 - lente de vidro convergente plano-convexa com Ø = 60mm, DF = 120mm, em moldura plástica com fixação magnética; 
5 - cavaleiro metálico; suporte para disco giratório; 
6 - disco giratório Ø = 23cm com escala angular e subdivisões de 1°; 
7 - suporte metálico para o disco;
8 - Perfil em acrílico biconvexo;
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
1. Montar o equipamento conforme foto abaixo (Fig.4-8).
Figura 48 Montagem para o experimento de lente convergente
Fonte:Azeheb,Laboratórios de Física
2. Utilizar a mesma montagem do experimento anterior;
3. Substituir o diafragma de uma fenda pelo diafragma de 5 fendas e ligar a fonte de luz. Posicionar a lente convergente para correção do feixe, isto é, para que fiquem paralelos entre si;
4. Colocar no disco ótico o perfil de acrílico biconvexo;
5. Ajustar o feixe luminoso paralelamente ao eixo principal da lente convergente;
6. Faça o esboço de uma lente convergente, e identifique os elementos principais da lente convergente; Simule o valor do foco medindo com uma régua.
7. Como se chama o ponto de cruzamento do feixe luminoso convergente com o eixo principal da lente convergente? 
__________________________________________________________________________________________________________________________________________
8. Coloque um papel em branco entre o disco giratório e a lente biconvexa. Ajuste novamenteo feixe luminoso como no procedimento. 
9. Desenhe no papel a lente e trajetória dos feixes luminosos a fim de determinar o foco da lente. Resultado: f = __________ cm.
10. Na lente convergente o foco é real ou virtual? Comente/Descreva
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
11. Enuncie e descreva as propriedades do feixe luminoso na lente convergente. 
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
 (
08
)
 (
08
)
4.2.3 Refração da Luz: Lente Divergente
MATERIAL UTILIZADO:
1. Fonte de luz branca 12V – 21W, chave liga-desliga, alimentação bivolt e sistema de posicionamento do filamento;
2. Base metálica 8 x 70 x 3cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700mm; 
3. Diafragma com cinco fendas;
4. Lente de vidro convergente plano-convexa com Ø = 60mm, DF = 120mm, em moldura plástica com fixação magnética; cavaleiro metálico;
5. Suporte para disco giratório; 
6. Disco giratório Ø23cm com escala angular e subdivisões de 1º;
7. Perfil em acrílico bicôncavo.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
1. Montar o equipamento conforme foto abaixo (Fig.4-9).
Figura 49 Montagem para o experimento de lente divergente
Fonte:Azeheb,Laboratórios de Física
2. Utilizar a mesma montagem do experimento anterior e colocar no disco ótico o perfil de acrílico bicôncavo;
3. Faça o esboço de uma lente divergente, e identifique os seus elementos principais;
4. Ajustar o feixe luminoso paralelamente ao eixo principal da lente divergente;
5. Como se chama o ponto de cruzamento do feixe luminoso emergente com o eixo principal da lente divergente?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________ 
6. Coloque um papel em branco entre o disco giratório e a lente bicôncava. Ajuste novamente o feixe luminoso como no procedimento;
7. Desenhe no papel a lente e a trajetória dos feixes luminosos (incluindo a projeção dos raios refratados na direção contrária) a fim de determinar o foco da lente. Simule o valor do foco medindo com uma régua.
8. Na lente divergente o foco é real ou virtual? Comente. 
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
9. Enunciar as propriedades do feixe luminoso na lente divergente. 
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
 (
09
)
 (
09
)
4.2.4 Distância Focal de uma Lente Convergente
MATERIAL UTILIZADO:
1. Fonte de luz branca 12V – 21W, chave liga-desliga, alimentação bivolt e sistema de posicionamento do filamento;
2 - base metálica 8 x 70 x 3cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700mm; 
3 - lente de vidro convergente biconvexa com Ø = 50mm, DF = 50mm, em moldura plástica com fixação magnética; 
5 - lente de vidro plano côncava Ø = 50mm, DF = 100mm, em moldura plástica com fixação magnética,
6 - cavaleiros metálicos;
7 - Letra F vazada em moldura plástica com fixação magnética; trena de 2m; 
8 - anteparo para projeção com fixador magnético.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
1. Montar o equipamento conforme foto abaixo (Fig.4-10).
Figura 410 Montagem para o experimento Distância focal de uma lente convergente
Fonte:Azeheb,Laboratórios de Física
2. Colocar na frente da fonte luminosa e a 4cm uma lente convergente de distância focal 5cm. Essa lente é utilizada para iluminar o objeto (letra F);
3. Ligar a fonte de luz;
4. Colocar a letra F na frente da lente e ajustar a posição do objeto para que fique bem iluminado;
5. Utilizar uma lente convergente de distância focal 10cm para projetar o objeto no anteparo;
6. Colocar a lente f = 10cm e à 16cm (D0 = 16cm) do objeto letra F;
7. Ajustar a posição do anteparo para que a imagem projetada fique bem nítida (movimentar o anteparo para frente e para trás);
8. Medir a distância entre a imagem e a lente. Di = 24,0 cm;
9. Utilizar a equação de Gauss para calcular a distância focal da lente;
10. Medir o comprimento do objeto. O = _____________cm;
11. Medir o comprimento da imagem. I = _____________cm;
12. Colocar os resultados na Tab.4-6 mostrada abaixo e completa-la com os outros valores de D0. na tabela.
	N
	D0 (cm)
(sugerido)
	Di (cm)
(simulado)
	f (cm)
	I (cm)
(simulado)
	O (cm)
	Di / D0
	I/O
	1
	16
	25,5
	
	1,7
	1,0
	
	
	2
	18
	23,5
	
	1,3
	1,0
	
	
	3
	20
	21,5
	
	1,1
	1,0
	
	
	4
	22
	19,5
	
	1,0
	1,0
	
	
	5
	24
	17,5
	
	0,8
	1,0
	
	
	6
	26
	16,8
	
	0,7
	1,0
	
	
 Tabela 46 Tabela que relaciona os valores medidos de D0 e Di a fim de determinar o foco da lente
13. Calcular o valor médio da distância focal. f = ____________cm.
14. Di / D0 é igual a I/O? O que isso representa? Explique.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
15. A imagem projetada no anteparo é real ou virtual? ____________________________
16. A imagem projetada no anteparo é direta ou invertida?_________________________
17. Utilizando as propriedades do raio luminoso, fazer um desenho mostrando a lente, o objeto e a formação da imagem no anteparo para o D0 = 24cm e informar as características da imagem.
Nota: Lembre que é possível fazer esse diagrama para o objeto situado em diferentes posições (D0) em relação ao foco da lente. O aluno deve ser capaz de fazer todos esses diagramas, tanto para lentes convergentes quanto para lentes divergentes.
 (
10
) (
100
)
4.2.5 Dióptro Plano
MATERIAL UTILIZADO:
1. Fonte de luz branca 12V – 21W, chave liga-desliga, alimentação bivolt e sistema de posicionamento do filamento;
2. Base metálica 8 x 70 x 3cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700mm; 
3. Diafragma com uma fenda;
4. Lente de vidro convergente plano-convexa com Ø = 60mm, DF = 120mm, em moldura plástica com fixação magnética;
5. Cavaleiro metálico; 
6. Suporte para disco giratório; 
7. Disco giratório Ø23cm com escala angular e subdivisões de 1°;
8. perfil em acrílico retangular (dióptro plano);
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
1. Montar o equipamento conforme foto abaixo (Fig.4-11).
Figura 411 Montagem para o experimento de Dióptro plano
Fonte:Azeheb,Laboratórios de Física
2. Colocar em um lado do cavaleiro metálico o diafragma com uma fenda e do outro lado uma lente convergente de distância focal 12cm. Ajustar a posição do conjunto para que o filamento da lâmpada fique no foco da lente;
3. Ligar a fonte de luz e ajustar o raio luminoso bem no centro do transferidor;
4. Colocar o dióptro plano no disco ótico, conforme foto e ajustá-lo no disco de tal modo que o ângulo de incidência seja igual a 0°, e o ângulo de refração (ângulo de saída do dióptro) também 0°;
5. Colocar entre o dióptro e o disco ótico uma folha de papel em branco, tentando manter o dióptro o mais alinhado possível, como no procedimento anterior;
6. Girar o disco a fim de obter um ângulo de incidência de 30°;
7. Desenhe no papel o contorno do dióptro e as trajetórias dos feixes incidente e refratado;
8. Retire o papel e complete o desenho com a trajetória do feixe no interior do dióptro;
9. Simule, usando um transferidor, os ângulos, Ɵ1, Ɵ2, Ɵ3 e Ɵ4 com uma régua, meça a espessura t do dióptro e o desvio lateral x;
10. Calculeo desvio lateral x a partir da equação deduzida e compare com o valor medido no procedimento anterior;
Equação 42
Figura 412 Ilustração para um feixe luminoso atravessando um dióptro plano/Fonte:Tipler
11. Calcule o índice de refração do dióptro plano n = _________.
 (
11
)
UFCG / CCT / UAF - DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL II
PROFESSOR: ________________________DATA:__/__/_____PERÍODO: 2020.3
ALUNO(A):___________________________________________TURMA: _____
RELATÓRIO DE REFRAÇÃO - ÓPTICA GEOMÉTRICA
INSTRUÇÕES PARA OS RELATÓRIOS DA UNIDADE I
Nesta seção, explicaremos como deverão ser confeccionados os relatórios referentes à Unidade I do curso.
Serão cobrados três relatórios nesta Unidade. Abaixo, listamos os temas de cada relatório, conteúdo geral e questões relevantes que cada um deve conter. Lembramos que o aluno poderá incluir informações não contidas neste guia, e essa atividade adicional será recompensada no momento da avaliação do relatório.
· Relatório 1: Reflexão da luz;
O relatório deverá conter:
· Uma capa e estrutura.
· Introdução breve sobre o tema reflexão da luz. Esta introdução deverá conter um pouco sobre as leis da reflexão, e os objetivos esperados para os experimentos;
· Material utilizado. Não é necessário listar o material separadamente para cada experimento. Pode haver apenas 1 lista de material abrangendo os 5 experimentos de reflexão;
· Procedimentos experimentais. Esta seção deverá ser bem resumida, quando comparada com os procedimentos desta apostila. O aluno deverá descrever os procedimentos dando ênfase aos tópicos que julgar importante para o entendimento do experimento. Por exemplo: No experimento: As leis da Reflexão: Espelhos Planos, os procedimentos 1 a 3 podem ser substituídos por - Montamos o experimento conforme a Fig.4-1 da apostila.
· Lembre-se que nesta seção, cada experimento deverá conter seus próprios procedimentos experimentais.
· Resultados e discussões. Nesta parte, são apresentados os resultados para cada experimento e são discutidas as questões contidas nos procedimentos da apostila.
· Conclusões. Cada experimento contém conclusões específicas. Também poderá existir uma conclusão geral, além das conclusões específicas.
· Críticas e sugestões.
· Referências.
· Relatório 2: Refração da luz;
· Uma capa e estrutura.
· Introdução breve sobre o tema refração da luz. Esta introdução deverá conter um pouco sobre as leis da refração, e os objetivos esperados para os experimentos;
· Material utilizado. Não é necessário listar o material separadamente para cada experimento. Pode haver apenas uma lista de material abrangendo os cinco experimentos de refração;
· Procedimentos experimentais. Esta seção deverá ser bem resumida, quando comparada com os procedimentos desta apostila. O aluno deverá descrever os procedimentos dando ênfase aos tópicos que julgar importante para o entendimento do experimento.
· Lembre-se que nesta seção, cada experimento deverá conter seus próprios procedimentos experimentais.
· Resultados e discussões. Nesta parte, são apresentados os resultados para cada experimento e são discutidas as questões contidas nos procedimentos da apostila.
· Conclusões. Cada experimento contém conclusões específicas. Também poderá existir uma conclusão geral, além das conclusões específicas.
· Críticas e sugestões.
· Referências
· Relatório 3: Interferência, difração e polarização da luz;
Esse relatório segue o padrão dos relatórios de 1 e 2, lembrando que o tema principal agora é interferência, difração e polarização da luz.
Nota: As provas são baseadas nos relatórios e nas discussões em aula síncrona. Portanto, é aconselhado que o aluno tire cópia do relatório antes de entregá-lo, a fim de estudar para a prova usando também os relatórios.