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Física IV

Prática IVSandro Fonseca de Souza

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1quinta-feira, 30 de abril de 15

Normas e Datas

• Atendimento ao estudante: Terça-Feira de 10:00 - 11:00 na sala 3006 A (ou na 3050F).

• 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.

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Normas e Datas

• P1 lab: 21/05 na sala 3050F no horário da aula.

• P2: lab 09/07 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.

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http://dfnae.fis.uerj.br/twiki/bin/view/DFNAE/FisicaExp

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https://sites.google.com/site/sfonsecauerj2012/




Reflexão e Refração


Reflexão e Refração

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•Reflexão: consiste na mudança

de direção de propagação de luz.

•Refração: Passagem de luz por

um meio com coeficientes de

refração distintos.

�1.sen⇥1 = �2.sen⇥2

Lei de Snell é definida por:

✓1 = ✓01

índices de refração dependem do meio

⌘1 =c

v1

⌘2 =c

v2


Considerações sobre Lei de Smell

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⌘2 > ⌘1 =) ✓2 < ✓1 ⌘2 < ⌘1 =) ✓2 > ✓1

raio luminoso afasta-se da

normal

raio luminoso aproxima-se da

normal7quinta-feira, 30 de abril de 15

Dispersão Cromática

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Luz Branca

⌘1 =c

v1

⌘2 =c

v2Por que o ângulo de cada uma das cores é diferente para o mesmo

índice de refração?


Reflexão Interna Total

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Quando não existe o raio refratado, ocorre o fenômeno de reflexão total interna.

✓1 = ✓c =) ✓2 = 900

⌘1.sen✓c = ⌘2.sen(900)

✓c = sen�1 ⌘2⌘1

ângulo crítico


Reflexão Interna Total

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✓1 = ✓c =) ✓2 = 900

⌘1.sen✓c = ⌘2.sen(900)

✓c = sen�1 ⌘2⌘1

ângulo crítico


Polarização por Reflexão

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A l u z re fl e t i d a p o r u m a s u p e r f í c i e é t o t a l m e n t e p o l a r i z a d a n a d i r e ç ã o perpendicular ao plano de incidência quando:

✓B + �r =⇡

2= 900ângulo

Brewster



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✓B + �r =⇡

2= 900


⌘1.sen✓B = ⌘2.sen�r

⌘1.sen✓B = ⌘2.cos✓B✓B = tg�1 ⌘2⌘1

sen(A�B) = senA cosB � senB cosA



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⌘1.sen✓B = ⌘2.sen�r

⌘1.sen✓B = ⌘2.cos✓B✓B = tg�1 ⌘2⌘1

sen(A�B) = senA cosB � senB cosA

✓B = 900 � �r


Aplicações

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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.


Objetivo

• Verificação da Lei de Reflexão;

• Observação do fenômeno da polarização;

• Determinação do índice de refração de alguns materiais, usando a Lei de Brewster;

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Material Utilizado

• fonte LASER

• mesa giratória

• bloco de acrílico

• polarizador

• banco óptico

• bloco de vidro

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Setup Experimental

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Atenção

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

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Verificação da Lei da Reflexão


• 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

• E a luz refletida pelo bloco coincida com a direção do feixe emitido pelo laser;

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✓i = 0 graus

Procedimento


• Gire o bloco de um ângulo graus (ângulo de incidência). Gire o braço da mesa giratória até que o feixe refletido coincida com o valor 2 da escala.

• Meça o ângulo (ângulo de reflexão) que o braço faz com a normal;

• Repita o procedimento anterior para 10 valores de

• Faça um gráfico de 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?

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✓i = 15

✓0

✓i

✓i ⇥ ✓0

Procedimento


Setup Experimental

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Setup Experimental

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Verificação da Lei de Brewster


Lei de Brewster


• 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.

Procedimento

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Setup ExperimentalPolarizador


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Setup ExperimentalPolarizador


Conclusões

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Próxima Aula

• Prática 5: Reflexão.

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