5° Relatório de Laboem

Prévia do material em texto

Universidade Federal de Campina Grande
Centro de Ciências e Tecnologia
Unidade Acadêmica de Física
Lab. Ótica, Eletricidade e Magnetismo
Determinação do Índice de Refração de um Material
Aluno: Leonardo Pessôa B. Lacerda Matricula:119110415
Turma: 06 Professor: Wilson Fadlo Curi Nota:
Campina Grande, 23/09/2020
INTRODUÇÃO
OBJETIVO:
 O OBJETIVO DESSA EXPERIÊNCIA É DETERMINAR EXPERIMENTALMENTE O ÍNDICE DE REFRAÇÃO DE UM MATERIAL
MATERIAL UTILIZADO
O material utilizado foi o seguinte:
· Fonte de luz branca 12V – 21W;
· chave liga-desliga;
· alimentação bivolt e sistema de posicionamento do filamento;
· base metálica 8 x 70 x 3cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700mm; 
· superfície refletora conjugada: côncava, convexa e plana;
· diafragma com uma fenda;
· lente de vidro convergente plano-convexa com Ø60mm, DF 120mm, em moldura plástica com fixação magnética;
· cavaleiro metálico;
· suporte para disco giratório;
· disco giratório Ø23cm com escala angular e subdivisões de 1º;
· 
PROCEDIMENTOS
1. Montar o equipamento conforme foto abaixo
Figura 4-6 Montagem para o experimento Determinação do índice de refração de um material
 
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°. Anotar os valores dos ângulos de refração na Tab.4-4; 
Tabela 4-4 Tabela que relaciona os valores de Do e Di a fim de determinar o foco da lente
7. Escrever as leis da refração.
DESENVOLVIMENTO
Utilizando os dados do experimento podemos preencher a tabela 4-4 com os ângulos de incidência e refração com seus senos e, por meio deles, calcular a razão de cada experimento:
	Ângulo de incidência (i)
	Sen(i)
	Ângulo de refração (r)
	Sen(r)
	Sen(i)/sen(r)
	10°
	0,17
	6,5°
	0,11
	1,54
	20°
	0,34
	7,5°
	0,13
	2,62
	30°
	0,5
	19°
	0,33
	1,15
	40°
	0,64
	25°
	0,42
	1,52
	50°
	0,77
	30°
	0,5
	1,54
 A razão sen(i)/sen(r) é variável devido a curvatura do acrílico que faz ele sair do meio menos refringente para o mais refringente, assim o ângulo de refração é menor que o de incidência pois se aproxima da normal.
 
As leis da Refração são: 
	Primeira Lei: 
o raio incidente, o raio refratado e a reta normal ao ponto de incidência estão contidos no mesmo plano.
Segunda Lei:
 Para cada par de meios e para cada luz monocromática que se refrata é constante o produto do seno do ângulo que o raio forma com a normal e o índice de refração do meio em que o raio se encontra. Essa lei é conhecida como lei de Snell-Descartes e pode ser expressa por: 
Sen(i)/Sen(r) = K
	
CONCLUSÃO
 Assim, podemos concluir que a refração em objetos não planos têm um índice de refração variável. 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL – Parte 2
 1. Montar o equipamento conforme foto abaixo (Fig.4-7). Utilizar a mesma montagem do experimento anterior.
Figura 4-7 Montagem para o experimento Determinação do índice de refração de um material - p2
2. Colocar o semicírculo no disco ótico, conforme a foto, e girar o disco ótico variando o ângulo de incidência de 5° em 5°. Anotar os valores dos ângulos de refração na Tab.4-5.
Tabela 4-5 Tabela que relaciona os valores medidos de D0 e D1 a fim de determinar o foco da lente
3. Por que não foi possível completar a tabela para o ângulo de 45°? Comente.
4. Que fenômeno ocorreu no ângulo de incidência em torno de 45°?
5. Observar novamente o experimento e definir ângulo limite.
6. Qual o valor do ângulo limite para o acrílico? 
7. Quais são as condições necessárias para que ocorra reflexão total?
DESENVOLVIMENTO
Utilizando os dados do experimento podemos preencher a tabela 4-5 com os ângulos de incidência e refração com seus senos e, por meio deles, calcular a razão de cada experimento:
	Ângulo de incidência (i)
	Sen(i)
	Ângulo de refração (r)
	Sen(r)
	Sen(i)/sen(r)
	5°
	0,87
	7,5°
	0,130
	0,669
	10°
	0,174
	15°
	0,259
	0,672
	15°
	0,259
	22,5°
	0,383
	0,676
	20°
	0,342
	31°
	0,515
	0,664
	25°
	0,423
	38,5°
	0,623
	0,679
	30°
	0,5
	48°
	0,743
	0,673
	35°
	0,574
	59°
	0,857
	0,670
	40°
	0,643
	74°
	0,961
	0,683
	45°
	0,707
	-
	-
	-
 Não foi possível para o ângulo de 45° pois o ângulo limite foi atingido, assim resultando em sua reflexão total por volta de 43° de incidência. Para que isso ocorra, O raio incidente deve estar no meio de maior índice de refração e o ângulo de incidência deve ser maior que o ângulo limite de incidência.
CONCLUSÃO
	Assim, Podemos concluir de forma experimental que se o feixe for do meio mais refringente para o menos refringente, ocorrerá em certo ângulo o fenômeno de reflexão total.