Roteiro experimental – Reflexao e Refracao_Fisica 2
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Física 2 – Roteiro Experimental Reflexão e Refração – Lei de Snell 1. Objetivo O objetivo deste experimento é construir um sistema onde é possível observar a trajetória de um raio de onda sendo refletido e refratado, ou seja, sendo desviado da sua trajetória inicial. 2. Fundação Teórica O que ocorre quando a luz atinge um objeto? Sob o ponto de vista da ondulatória ela pode ser refletida ou refratada. Existem outros fenômenos relativos ondulatória, como difração, polarização e interferência, que estudaremos mais tarde. Na reflexão, os ângulos formados entre o raio incidente e a reta perpendicular (ou reta normal N) e entre o raio refletido e a reta perpendicular tem sempre a mesma medida (θ1 = θ2). Na refração o raio incidente, a reta perpendicular à fronteira no ponto de incidência e o raio refratado estão contidos no mesmo plano. A Lei de Snell explica o fenômeno de refração e, esta lei relaciona os ângulos, as velocidades e os comprimentos de onda de incidência e de refração, sendo matematicamente expressa por: sen1 v1 1 sen 2 v2 2 Observe na figura 1 que o feixe de raios paralelos da luz incidente permanecem paralelos após a reflexão especular mas são espalhados após a reflexão em uma superfície irregular, figura 2. 3. Material necessário • Cubo de vidro ou aquário; • Transferidor de 360º; • Adesivo; • Tinta guache branca ou leite. 1 Física 2 – Roteiro Experimental 4. Procedimento O experimento consiste em preencher um cubo de vidro (aquário) com água misturada com a tinta ou leite, e incidir um feixe de luz que forma um ângulo com a normal (marcada com adesivo) à interface água-ar (também marcada com adesivos). Os adesivos facilitam a visualização pelo observador dos meios 1 e 2, ar e água respectivamente, e a reta normal. Na figura 01 temos: o adesivo cinza indica a região onde têm-se ar, sendo este o meio 1; o verde representando a parte completa de água, dito como meio 2; e por fim, o adesivo azul que representa a direção da reta normal à superfície. Figura 1: Equipamento utilizado. Use, de preferência, um aquário longo e raso. A fonte de luz (onda) pode ser um desses lasers de apontar que os conferencistas costumam usar. Após montagem do equipamento experimental, em um ambiente parcialmente escuro, faça o feixe de luz penetrar no aquário com um ângulo de incidência na superfície entre o ar e a água. Veja a figura 2. Figura 2: O laser incide no ar e refrata na água. 2 Física 2 – Roteiro Experimental Com o transferidor faça 05 medidas para os valores dos ângulos de incidência θ1 e refração θ2 e preencha a tabela 01. Tire fotos do experimento para cada medida realizada. θ1 θ2 Tabela 1: ângulos de incidência e de refração. Após a montagem da tabela 1, por meio da lei de Snell, calcule o comprimento de onda (λ2) da onda refratada para cada ângulo de incidência, e preencha a tabela 02. O comprimento de onda (λ1), é obtido nas informações contidas na caneta laser (Exemplo: wavelength 532nm, ou seja, 532 10 9 m ). λ1 λ2 Tabela 2: ângulos de incidência e de refração. Supondo que a velocidade do laser (v1) equivale 3,0 108 m s , calcule a velocidade (v2) para cada comprimento de onda obtido na tabela 1 ou 2 e preencha a tabela 3. v1 v2 Tabela 3: velocidade de incidência e de refração. Incida o laser do meio 2 (água) para o meio 1 (ar), variando os ângulos, até que o fenômeno de reflexão apareça, e preencha a tabela 3. Tire fotos. θ1 θ2 Tabela 4: ângulos de incidência e de refração. 3 Física 2 – Roteiro Experimental 5. Tarefas a) O que está sendo observado? b) Com base nas tarefas realizadas, elabore (individualmente ou em grupo) um relatório sobre o experimento. c) Apresente em anexo ao relatório as fotos retiradas durante a realização do experimento, bem como os cálculos efetuados. d) O modelo de relatório encontrasse disponível no Portal EduSESC e no blog É nóis na Física! e deve ser mantido no formato ABNT. e) Em caso de dúvidas, procure o professor responsável pelo experimento. f) Forma de entrega: converta [email protected] o arquivo em PDF e envie para g) Data para entrega (envio): 16 de novembro de 2014 (domingo) até as 23h59min h) Valor: 4,0 pontos de trabalho 4 o e-mail:
