Física IV. Prática IV Sandro Fonseca de Souza

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Maria das Dores Pinto Guimarães
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1 Física IV Prática IV Sandro Fonseca de Souza 1

2 Normas e Datas Atendimento ao estudante: sexta-feira de 14:00-15:00 na sala 3016 A. Presença é obrigatória as aulas de lab. e os alunos somente podem faltar a uma prática. A partir da segunda falta a média de lab. será reduzida em 10% Os alunos com menos de 75% de presença serão reprovados por falta. 2

3 Normas e Datas P1 lab: 08/10 na sala 3050F no horário da aula. P2: lab 03/12 na sala 3050F no horário da aula. Não haverá reposição da prova do lab. Haverá somente 2 aulas de reposição para cada prática perdida antes de cada prova. O aluno poderá somente repor uma única que compõe cada umas das provas. Entretanto, solicitações extraordinárias devem ser feitas por escrito na secretaria do DFNAE (3001A). Cada estudante receberá um formulário sobre o método dos mínimos quadrados e deverá fazer suas próprias cópias dos mesmos. 3

4 4

5 Reflexão e Refração

Reflexão e Refração 1 = 0 1 1 = c v 1 2 = c v 2 Reflexão: consiste na mudança de direção de propagação de luz.

6 Reflexão e Refração 1 = = c v 1 2 = c v 2 Reflexão: consiste na mudança de direção de propagação de luz. Refração: Passagem de luz por um meio com coeficientes de refração distintos. Lei de Snell é definida por: índices de refração dependem do meio 1.sen 1 = 2.sen 2 6

7 Considerações sobre Lei de Smell 2 > 1 =) 2 < 1 2 < 1 =) 2 > 1 raio luminoso aproxima-se da normal 7 raio luminoso afasta-se da normal

8 Dispersão Cromática Luz Branca 1 = c v 1 2 = c v 2 Por que o ângulo de cada uma das cores é diferente para o mesmo índice de refração? 8

9 Reflexão Interna Total Quando não existe o raio refratado, ocorre o fenômeno de reflexão total interna. 1 = c =) 2 = 90 0 ângulo crítico 1.sen c = 2.sen(90 0 ) c = sen

10 Reflexão Interna Total 1 = c =) 2 = 90 0 ângulo crítico 1.sen c = 2.sen(90 0 ) c = sen

11 Polarização por Reflexão A luz refletida por uma superfície é totalmente polarizada na direção perpendicular ao plano de incidência quando: ângulo Brewster 11 B + r = 2 = 900

12 Polarização por Reflexão sen(a B) =sena cosb senb cosa B + r = 2 = 900 Lei de Snell é definida por: 1.sen B = 2.sen r B = tg sen B = 2.cos B

13 Polarização por Reflexão sen(a B) =sena cosb senb cosa B = 90 0 r Lei de Snell é definida por: 1.sen B = 2.sen r B = tg sen B = 2.cos B

14 Aplicações Ângulo Brewster: Fotografia tirada de uma janela com um filtro polarizador câmera girou a dois ângulos diferentes. Na esquerda, o polarizador está alinhado com o ângulo de polarização da reflexão janela. Na foto à direita, o polarizador foi girado 90 eliminando a luz solar refletida fortemente polarizada. 14

15 Objetivo Verificação da Lei de Reflexão; Observação do fenômeno da polarização; Determinação do índice de refração de alguns materiais, usando a Lei de Brewster; 15

16 Material Utilizado fonte LASER mesa giratória bloco de acrílico polarizador banco óptico bloco de vidro 16

17 Setup Experimental 17

18 Atenção CUIDADO! Não exponha os olhos ao feixe de LASER. Mantenha o nível dos olhos sempre acima do plano horizontal do feixe. 18

19 Verificação da Lei da Reflexão

20 Procedimento Ligue a fonte laser, e certifique-se de que o banco óptico esteja paralelo ao feixe LASER (alinhamento do banco óptico); Porque esse alinhamento é importante? Coloque a mesa giratória sobre o banco óptico, e certifique-se de que o zero da mesa esteja alinhado com a direção do feixe LASER incidente. Além disto, o feixe LASER deve passar sobre o centro da mesa giratória (alinhamento da mesa giratória); Coloque o anteparo no braço da mesa giratória, e posicione-o em 180 graus, de modo a usar o 2 da escala do anteparo como referência para medidas de ângulo; Coloque o bloco de acrílico na mesa giratória e alinhe o conjunto; Ajuste o bloco de acrílico de forma que para i =0graus E a luz refletida pelo bloco coincida com a direção do feixe emitido pelo laser; 20

21 Procedimento Gire o bloco de um ângulo i = 15 graus (ângulo de incidência). Gire o braço da mesa giratória até que o feixe refletido coincida com o valor 2 da escala. Meça o 0 ângulo (ângulo de reflexão) que o braço faz com a normal; Repita o procedimento anterior para 10 valores de Faça um gráfico de i 0 e, aplicando o método dos mínimos quadrados, verifique se a experiência está compatível com a lei da reflexão; se em vez de um espelho, usássemos uma superfície menos polida, o que deveríamos esperar? Existe superfície perfeitamente lisa? Quando se pode considerar que uma superfície é polida para ondas luminosas? i 21

22 Setup Experimental 22

23 Setup Experimental 23

24 Verificação da Lei de Brewster

25 Lei de Brewster

26 Procedimento Para a verificação da lei de Brewster, monte a fonte LASER e a mesa giratória sobre o banco óptico; Coloque o bloco de vidro sobre a mesa giratória, numa posição de referência (0 graus), e o anteparo no braço da mesa giratória; Faça o feixe de luz incidir no bloco de vidro e ajuste o sistema de forma que seja possível observar os feixes refletidos no anteparo. Deve ser possível observar dois pontos (por quê?); Coloque um polarizador entre o anteparo e o bloco de vidro, com seu eixo de polarização paralelo ao plano de incidência (slide anterior). Como determinamos a correta orientação do eixo de transmissão do polarizador, para que possamos encontrar o ângulo de Brewster? Agora, varie o ângulo de incidência, acompanhando no anteparo a imagem do feixe refletido. Quando a imagem desaparecer, o ângulo de incidência é o ângulo de Brewster. Meça este ângulo e determine o índice de refração do vidro; Por que, para esse ângulo,a imagem do feixe refletido desaparece? Repita o procedimento usando um bloco de acrílico. 26

27 Polarizador Setup Experimental 27

28 Polarizador Setup Experimental 28

29 Resultados i i 0 Reta obtida pelo ajuste do MMQ y = mx + b i 0 0 Qual o coeficiente angular e linear esperado para a reflexão? 29

30 Próxima Aula Prática 5: Reflexão. 30

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