Relatório de projeto de extensão, Resumos de Física

Baixe Relatório de projeto de extensão e outras Resumos em PDF para Física, somente na Docsity! UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO INSTITUTO DE FÍSICA Laboratório de Física IV NATUREZA E PROPAGAÇÃO DA LUZ - REFRAÇÃO UFMT - Universidade Federal de Mato Grosso Laboratório de Física IV - 2021/1 Curso: Licenciatura em Física Professor: Paulo H Z Arruda Relatório No. 01 Aluno: Bruno Gomes de Pinho Matrículas: 201811307007 Data do experimento: 24/11/2021 Data de entrega: 25/11/2021 1. INTRODUÇÃO O fenômeno da refração da luz ocorre, geralmente, quando esta muda de meio de propagação e, em resultado disso, sofre uma variação na sua velocidade. Consideremos um raio de luz propagando-se de um meio de índice de refração para um outro meio com𝑛 1 maior índice de refração, . Seja (𝜃𝑖) o ângulo de incidência. Devido à refração na𝑛 2 superfície dos dois meios, o raio incidente dá origem a um raio refratado que se propaga no segundo meio. O raio refratado forma com a normal um ângulo (𝜃r), denominado ângulo de refração. A refração e reflexão da luz é regida por duas leis, a primeira enuncia que o raio incidente, o raio refletido e a reta Normal são coplanares. e a segunda Lei ou Lei de Snell-Descartes ilustrada pela equação abaixo. (1)𝑛 1 . 𝑠𝑒𝑛θ 1 = 𝑛 2 . 𝑠𝑒𝑛θ 2 Assim, se > , então sin(𝜃r) < sin(𝜃𝑖), resultando 𝜃r < 𝜃𝑖.𝑛 2 𝑛 1 Portanto, para incidência oblíqua da luz, quando esta passa de um meio com menor índice de refração para outro com maior índice, o raio luminoso aproxima-se da Normal. Podemos, também, escrever a lei de Snell-Descartes na forma: (2)𝑛 21 = 𝑛 2 𝑛 1 = 𝑠𝑒𝑛(𝜃𝑖) 𝑠𝑒𝑛(𝜃𝑟) Em que é o índice de refração relativo do meio 2 em relação ao meio 1.𝑛 21 O objetivo desse experimento é analisar os fenômenos da refração e reflexão da luz, averiguar suas propriedades físicas e contextualizar seus resultados através de análises experimentais e teóricas. 2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 2.1 - Materiais Utilizados Simulação, disponível no link: https://ricktu288.github.io/ray-optics/simulator/ 2.2 - Execução do Experimento Foi criado no simulador um vidro em formato de um semicírculo perfeito com índice de refração igual a 3, foi posto junto com o vidro um transferidor para ajudar na medição dos ângulos, e foi incidido um raio de luz perpendicular ao lado plano do semicírculo. Analisando a equação da reta que a regressão linear nos dá, conseguimos obter que o coeficiente angular é dado pela razão entre o termo X e Y da função, como visto abaixo. (3)𝑦 𝑥 = 2, 95 Os termos y e x nessa função representam respectivamente o Sen 𝜃𝑖 e Sen 𝜃r, ou seja o coeficiente angular dessa reta pode ser descrito como o índice de refração relativo do meio 2 em relação ao meio 1, evidenciado pela equação (2). 𝑛 21 = 𝑛 2 𝑛 1 = 𝑠𝑒𝑛(𝜃𝑖) 𝑠𝑒𝑛(𝜃𝑟) Ao observarmos como os raios de luz variam de acordo com o ângulo de incidência, é possível notar uma diferença na intensidade desses raios, para o ângulo pequeno perto de 10° o ângulo refratado possui uma intensidade bem maior que o refletido, algo em torno de 90% enquanto o refletido é de 10%. Figura 3: Raio de luz incidindo em um ângulo de 10°. Aumentando o ângulo de incidência é possível verificar que para um ângulo grande perto de 80°,a intensidade do raio refletido, cresce para em torno de 40% do total, enquanto o raio refratado diminui para 60%. Figura 4: Raio de luz incidindo em um ângulo de 80°. Um questionamento que surge através desse experimento é o motivo da escolha do formato da lente ser um semicírculo, para averiguar essa questão utilizamos um vidro em formato retangular. Figura 4: Raio de luz incidindo em uma lente retangular. Nesta imagem é possível notar que quando o raio de luz saí da lente retangular ela sofre uma refração adicional, dificultando assim a coleta do ângulo que foi refratado primariamente quando o feixe de luz adentrou o meio refratário, podemos então evitar essa distorção utilizando o vidro semicircular. A fonte de erro existente no experimento surge devido a não exatidão do ângulo incidido/refratado e na conversão das unidades de grau para radiano no cálculo do seno, sendo essa taxa de variação de ±1 grau. 4. CONCLUSÕES Conclui-se então que através da lei de Snell foi possível obter o índice de refração utilizado com baixa variação. Além disso, foi possível notar que a intensidade dos raios refratados diminui com o aumento do grau de incidência do raio de luz enquanto o refletido aumenta. Ademais, também encontramos que o coeficiente angular da regressão linear é a razão entre os índices de refração dos meios. Por fim, conseguimos constatar também a necessidade de utilização de vidros semicirculares nos experimentos de refração. 5. BIBLIOGRAFIA https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/70882/mod_resource/content/1/Apostila1.pdf https://rce.casadasciencias.org/rceapp/art/2014/010/