Lei da Refração

Lei da Refração

Universidade Federal do Recôncavo da Bahia - UFRB

Centro de Formação de Professores - CFP Curso de Licenciatura em Física

Relatório de Fundamentos de Ótica e Física Moderna: Leis de Snell para reflexão

Discente: Robenil dos Santos Almeida

Amargosa – BA Setembro de 2014

Robenil dos Santos Almeida Relatório

Professor: Alberto Silva Betzler

Amargosa – BA Setembro de 2014

Trabalho apresentado à disciplina de Laboratório de Ótica e Física Moderna, como parte da avaliação do semestre 2014.1.

1. INTRODUÇÃO

1.1 Reflexão e refração

Chama-se reflexão, o processo no qual um movimento ondulatório qualquer, como no caso da luz, ao incidir sobre uma superfície, tem parte de sua energia devolvida ao meio de origem. Já a refração é o fenômeno que consiste na mudança da velocidade de propagação da luz ao passar de um meio a outro de densidade diferente. Quando a luz passa de um material transparente para outro, dizemos que ela é refratada.

Ambos os fenômenos, a reflexão e a refração, geralmente acontecem simultaneamente.

1.2 Leis de Snell para reflexão

é sempre igual ao ângulo de reflexão

O fenômeno da reflexão é descrito por duas leis: a primeira diz que o plano de incidência coincide com o plano de reflexão, e a segunda afirma que o ângulo de incidência

2. OBJETIVOS

O experimento possui como objetivos: a medição de ângulo de reflexão através do ângulo de incidência e, a partir desse fenômeno, verificar se os raios incidentes e os raios refletidos estão no mesmo plano.

3. MATERIAIS

Os seguintes materiais foram utilizados no experimento:

01 Laser portátil; 01 Painel de forças com disco de Hartl;

01 Espelho plano de fixação magnética.

4.PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Inicialmente colocou-se o painel de forças, de forma que o disco de Hartl ficasse na posição horizontal. Em seguida, o laser foi colocado em frente ao disco (Figura 01).

Figura 1. Esquema do experimento Fonte: Autoria própria

Logo depois, o espelho plano foi colocado no cento do disco de Hartl, de modo que ficasse perpendicular ao raio de luz do laser.

Com o esquema montado, foram feitas nove medidas de (10,0 ± 0,5)º, com o intuito de que se observasse qual o ângulo era obtido a cada ângulo de incidência escolhido.

5.RESULTADOS E DISCUSSÃO

Através das nove medidas, pôde-se organizar as informações obtidas na Tabela 01, sendo que o desvio do instrumento utilizado, o disco de Hartl, foi ± 0,5º.

Uma observação importante é que foi necessário refazer o procedimento após uma primeira tentativa, isso pelo fato de existir uma pequena folga no parafuso que prendia o disco de Hartl no painel de forças, que poderia influenciar muito no resultado do experimento.

A seguir, encontram-se os resultados das medidas na tabela.

Tabela 01. Ângulo incidente e ângulo refletido

É possível identificar de forma geral, se o ângulo refletido foi próximo do valor do ângulo incidente escolhido, colocando os resultados num gráfico e utilizando o método dos mínimos quadrados.

As seguintes equações foram necessárias para determinar os coeficientes angular a e linear b:

( ∑∑ ∑ )
(∑ )

Gráfico 01. Ângulo incidente e ângulo refletido Linear ( )

(∑ )
(∑∑ )

onde n é o número de medidas.

Os desvios padrões , do coeficiente angular e , do coeficiente linear são dados pelas expressões:

(∑∑ ∑( ))
(∑ )
() ( )

Com isso, a equação obtida pelo método dos mínimos quadrados foi a seguinte: (

( ) .
 () .

De acordo com a Lei de Snell esse coeficiente angular vale 1, e o coeficiente linear 0, porém, devido a fatores experimentais, nem sempre é possível obter valores “exatos”.

Uma forma de observar se o valor obtido experimentalmente está próximo ao valor de referência, isto é, qual a exatidão dos dados obtidos, é através do cálculo do desvio relativo percentual através da Eq. (6):

| |

(6) onde A é o valor de referência que no caso considerado vale 1.

Substituindo os valores encontrados na Eq. (6), obtém-se:

Esse desvio relativo percentual indica que houve erros sistemáticos nas medidas, provocado por alguns fatores. Dentre esses principais fatores, pode-se destacar a pequena folga no disco de Hartl (já citada anteriormente) e a intensidade do feixe de luz do laser, que diminuía muito com a distância.

Por outro lado, como pode ser notado através do resultado da Eq. (5), foi obtido um coeficiente angular muito próximo de 1. Isso implica que, considerando os fatores que podem influenciar no experimento, foi possível comprovar que, aproximadamente, o ângulo de incidência e o ângulo de reflexão são iguais. Identificou-se também que o feixe de luz incidente e o feixe refletido, estavam contidos no mesmo plano, pois foi observado que quando o raio incidente for normal à superfície refletora, este e o raio refletido vão coincidir, ou seja, o ângulo entre eles será de 0°.

6. CONCLUSÂO

Através do experimento foi possível compreender a forma com que os erros sistemáticos podem afetar os resultados de medidas experimentais. Esses erros podem ser minimizados, por exemplo, através da calibração de instrumentos de medidas.

Referindo-se aos princípios da Lei da Refração de Snell, pode-se notar de maneira intuitiva que o ângulo de refração de um feixe de luz coincidirá com o ângulo em que o mesmo incidiu e que ambos estão no mesmo plano.

Por fim, através do experimento, chegou-se aos objetivos de observar as os princípios da Lei da Refração por meio da atividade experimental prática.

7. REFERÊNCIAS

HALLIDAY, J. ; RESNICK, R. Fundamentos da Física, volume 4: Óptica e Física Moderna. 8ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2009. 395p.

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