UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA INSTITUTO DE FÍSICA DEPARTAMENTO DE FÍSICA DO ESTADO SÓLIDO FIS 4 - FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL IV / LABORATÓRIO PROF.: Jsé Ferad Tura: Teórica/ Prática T: P: 3 Data: 8/08/00 Equipe: Adria L. d Valle MEDIDA DO ÍNDICE DE REFRAÇÃO DE UM PRISMA COM UM ESPECTRÔMETRO (RELATÓRIO / EXPERIÊNCIA - 3)
I - OBJETIVO Deteriar ídice de refraçã de u prisa de vidr pela edida d âgul de desvi íi. II - INTRODUÇÃO Neste experiet vas efetuar alguas edidas relaciadas a feôes óptics. Refraçã da luz Reflexã da luz Dispersã da luz braca As gradezas físicas lidas diretaete espectrôetr sã: A psiçã R e a largura da feda. Psiçã agular d feixe de rais refletids Psiçã agular d feixe de rais refratads As gradezas físicas deteriadas idiretaete sã: O âgul d prisa. O âgul de desvi íi. O ídice de refraçã d ei i. III - PARTE TEÓRICA RECORDAÇÃO SOBRE AS LEIS DE SNELL-DESCARTES: Quad tes luz icidete sbre u dióptr pla: î î' Rai refletid rˆ Rai refratad As direções de icidêcia, refraçã e reflexã estã tdas sbre u es pla, qual é ral á superfície de separaçã d ei () e (), e prtat, cte a ral N à superfície. O âgul de icidêcia é igual a âgul de reflexã. î î' A razã etre se d âgul de icidêcia e se d âgul de refraçã é cstate: se î se rˆ
ÍNDICE DE REFRAÇÃO: A cstate é chaada de ídice de refraçã d ei () e relaçã a ei (). Seu valr é ua fuçã d cpriet de da da luz, λ, e das prpriedades ds eis () e (). Destrase que é igual à razã etre as velcidades de prpagaçã da da esses eis. v v Se tars vácu c ei de referêcia u padrã, e desigar pr c a velcidade de prpagaçã da luz esse ei, ídice abslut de refraçã da luz esse ei é defiid pr: c e ves que: v DESVIO MÍNIMO DE UM PRISMA Suphas que u rai de luz crática icida sbre ua face d prisa de vidr, cfre esquea, ele será duplaete refratad. O âgul é âgul etre rai icidete e rai eergete d prisa. (î rˆ ) + (î rˆ + rˆ î + î é íi quad: rˆ ) î î î (pdes destrar) rˆ rˆ rˆ î N î r r i se se DISPERSÃO O ídice de refraçã e desvi sã fuções d cpriet de da λ. ( i, λ ) e desvi íi varia c a cr da luz, lg: ( λ ) Neste experiet vas deteriar a curva de dispersã (l) de u vidr tip FLINT.
TEORIA DA MEDIDA Deteriaçã de : Icidis u feixe de luz paralel sbre diedr d prisa que queres edir e edis âgul (pde-se destrar) N N Medida d âgul de desvi íi: O prisa é clcad sbre ua platafra circular que pde ser girada, é iluiad pr u feixe de luz paralela, c stra a figura. 3 Para cseguirs âgul de desvi íi, prisa deve ser girad de d a diiuir este âgul.
IV. PARTE EXPERIMENTAL EQUIPAMENTO: Lista de aterial: Espectrôetrr Prisa de vidr tip FLINT Tub de gás c fte de alietaçã Espectrôetr: Aparelh de edidas ópticas Blc cular Mesa Cliadr Ajuste da feda Telescópi Graduaçã Parafus de ajuste Micrétric Parafus de blquei d Braç d Telescópi
MEDIDAS Medida d âgul d prisa: Regulas a lete d blc cular para fcalizar a iage d retícul. Clcas prisa a esa d espectrôetr, de aeira tal que âgul ficu e frete d cliadr. Iluias a feda F d cliadr c a luz da lâpada. Lcalizas, c telescópi, as iages da feda refletida pel prisa Atas s guls Tˆ e Tˆ 5 35' Tˆ ' 45 4' Cálcul de Tˆ ' T T' 5 35' 45 4' 0 06' 60 03' T T + T' T' T + T' 0 ' 60 03' ± ' Ou (60,05 ± 0,0) u (,0488± 0,0003) rad Tˆ Cliadr N F R N Tˆ '
Medida d âgul de desvi íi e dispersã d prisa: Clcas prisa sbre a esa d espectrôetr, cfre a figura abaix. Iluias a feda F d cliadr c a lâpada. Os rais paralels que sae d cliadr icide sbre prisa e sae a direçã T de fi clcad telescópi. Ectras a iage da feda (várias iages de cres diferetes) Ajustas a psiçã d telescópi de d a ters a liha d retícul sbre a prieira iage, a partir da direita. Etã giras letaete a esa d espectrôetr c prisa, a direçã tal que diiui âgul de desvi (a direçã de R). Tras a ajustar a psiçã d telescópi de d a ters a liha d retícul sbre a prieira iage, a seguda e assi sucessivaete, atad s âguls defiids pela psiçã T d telescópi. O valr d desvi íi será dad pr Rˆ Tˆ e T iut u R 0,0 CORES T λ (x0-8 )c rx() 3,5 4050 rx() 3,5 4080 azul-rx 3,43 4360 verde azulad 30,35 490 verde azulad 30,7 546 aarel () 9,67 5770 aarel () 9,30 5790 Obs.: As edida idicadas a tabela acia sã dadas e graus. Tˆ Cliadr R F Medida de R e da largura da feda Atas a psiçã R R iut u R 0,0 Rˆ u Rˆ ± 80 54' ± ' (80,09 0,0) u R (3,43 ± 0,0006) rad Largura da feda L 80 53 80 55 0 0,0006 rad
TRABALHO COMPLEMENTAR Medida d ídice de refraçã (60,05 ± 0,0) u (,0488± 0,0003) rad Rˆ u Rˆ ± L ' T ' 0,0003 rad Rˆ Tˆ 80 54' ± ' (80,09 0,0) u R (3,43 ± 0,0006) rad D D D R + T R + T ' + ' ' 0,0006 rad R T + se se D se(a / D + A A + cs D ) se( D / ) se (A / ) + A CORES T( ) R( ) D ( ) D (rad) DD (rad) l (x0-8 ) c D rx() 3,5 80,90 5,35 0,896 0,006 4050,6509 0,0005 rx() 3,5 80,90 5,5 0,8945 0,006 4080,6500 0,0005 azul-rx 3,43 80,90 50,53 0,889 0,006 4360,648 0,0005 verde azulad 30,35 80,90 49,45 0,863 0,006 490,630 0,0005 verde 30,7 80,90 49,37 0,867 0,006 546,63 0,0005 aarel () 9,67 80,90 48,77 0,85 0,006 5770,65 0,0005 aarel () 9,30 80,90 48,40 0,8447 0,006 5790,64 0,0005 De acrd c s Ídices de refraçã ectrads, ss prisa é d tip Flit Médi. Cetáris: Observad gráfic d ídice de refraçã e fuçã d cpriet de da, ccluís que a relaçã é iversaete prprcial. O que era esperad. Á utilidade d gráfic d cpriet de da e fuçã d desvi íi é bservar que desvi íi varia de acrd c a cr da luz. A precisã c que se deteria ídice de refraçã d prisa está idicada a tabela acia. As ftes de err sã: O desvi íi (D T - R); O âgul d prisa ˆ T T ' A Cclusã: Cseguis este experiet calcular ídice de refraçã d prisa para alguas cres c grade precisã. Observas que ídice de refraçã está relaciad c tip de vidr utilizad e c a cr da luz refratada. E sua, cseguis atigir bjetiv esperad, que era deteriar ídice de refraçã c grade, uit grade, prque ã dizer ua ótia precisã. Esperas desta vez tirar u dez, uit brigad e passe be.