RELATÓRIO DE BASE EXPERIMENTAL DAS CIÊNCIAS NATURAIS

EXPERIMENTO FINAL: CONDUTORES DE LUZ

PRINCÍPIO DA FIBRA ÓPTICA

ALEX SHINJI MATSUDAALINE SUEMI MATINO

AMANDA CARRADORE FRANCOANDERSON KENJI NAKASHIMA

BRUNA EMANOELA MOURA ALVESCAMILA YUMI YAMAGUCHI

CESAR AUGUSTO TSEEDUILIA ALVES DE CARVALHO

EVERTON KEISHI OTOMURAVITOR RODRIGUES ORBAN

SÃO PAULO2009

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RELATÓRIO DE BASE EXPERIMENTAL DAS CIÊNCIAS NATURAIS

EXPERIMENTO FINAL: CONDUTORES DE LUZ

PRINCÍPIO DA FIBRA ÓPTICA

ALEX SHINJI MATSUDA TURMA A – SUB-TURMA 1 11155509ALINE SUEMI MATINO TURMA A – SUB-TURMA 1 11155209

AMANDA CARRADORE FRANCO TURMA A – SUB-TURMA 1ANDERSON KENJI NAKASHIMA TURMA A – SUB-TURMA 1 11154409

BRUNA EMANOELA MOURA ALVES TURMA A – SUB-TURMA 1CAMILA YUMI YAMAGUCHI TURMA A – SUB-TURMA 1 11157309

CESAR AUGUSTO TSE TURMA A – SUB-TURMA 1EDUILIA ALVES DE CARVALHO TURMA A – SUB-TURMA 1 11149609

EVERTON KEISHI OTOMURA TURMA A – SUB-TURMA 1 11147908VITOR RODRIGUES ORBAN TURMA A – SUB-TURMA 1

SÃO PAULO2009

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Relatório apresentado à disciplina Base

Experimental das Ciências Naturais, como

parte de avaliação sob a orientação do Prof.

Nasser Ali Daghastanli

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO.................................................................................................................4

2. OBJETIVO........................................................................................................................6

3. PARTE EXPERIMENTAL.............................................................................................7

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO......................................................................................8

5. CONCLUSÕES...............................................................................................................10

6. BIBLIOGRAFIA.............................................................................................................11

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1. INTRODUÇÃO

Um dos grandes cientistas do século XIX, John Tyndall, nascido na Irlanda em 1820,fez

muitas contribuições para física,química,geologia,e ciências atmosféricas.Em 1853 ao ser

nomeado professor começou a trabalhar ao lado Michael Faraday. Incansável pesquisador

sobre raios luminosos, em 1869 [1], observou que em uma sala escura, feixes de luz se

formavam através da poeira suspensa no ar, este efeito ficou conhecido como Efeito Tyndall.

[2]. Este fenômeno ocorre devido à dispersão da luz pelas partículas coloidais, que ficam

suspensas no meio devido ao movimento browniano [3]. Esses colóides (são misturas em que

as substancias não se separam sob a ação da gravidade, somente por filtros extremamente

finos ou centrifugadoras extremamente potente, sendo o leite um exemplo dessa mistura)

dispersam fortemente a luz, pois as partículas dispersas tem tamanhos semelhantes ao

comprimento de luz visível (entre 1 nm e 1000 nm). Essa descoberta permitiu a Tyndall ter

uma idéia do porque o céu é azul [4].

Em 1952, o físico Narinder Singh Kapany, com base nos estudos efetuados pelo físico John

Tyndall de que a luz poderia descrever uma trajetória curva dentro de um material (no

experimento de Tyndall esse material era água), pode concluir suas experiências que o

levaram à invenção da fibra óptica. A fibra óptica é um excelente meio de transmissão

utilizado em sistemas que exigem alta largura de banda. [5]

A fibra óptica transmite ondas eletromagnéticas, podendo utilizar sinais de luz codificados

para conduzir dados (informações), necessitando de um conversor de sinais elétricos para

sinais ópticos. Constituída por duas camadas: o revestimento e o núcleo, onde ocorre a

transmissão da luz propriamente dita, que só é possível graças a uma diferença de índice de

refração entre o revestimento e o núcleo.O raio de luz incidente deve proceder de um meio

mais refringente para um de menor índice de refração, onde a luz vai se afastando da normal

tendendo a superfície,quando esse ângulo de incidência for maior que o ângulo limite(maior

ângulo de refração possível), o raio sofrera a reflexão total,ou seja, toda a luz passa a ser

refletida ao meio proveniente. Para o cálculo do ângulo limite utiliza-se a seguinte fórmula:

Sen θL = n1/n2

Onde θL é o ângulo limite, n1 o índice de refração do meio externo e n2 do meio interno [6].

Tabela I: Índice de refração [6]

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John Tyndall, provavelmente nem imaginava a grande revolução que suas descobertas e

conceitos trariam ao mundo, tanto no setor de comunicação, como na medicina

(possibilitando ate mesmo operações via internet) [7].

Ar 1.00

Água 1.33

Vidro 1.50

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2. OBJETIVO

Esta experiência tem como objetivo simular os efeitos de uma fibra óptica,

demonstrando assim a reflexão interna total de um feixe de luz laser (655 nm) e ainda

verificar o espalhamento da luz em colóides.

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3. PARTE EXPERIMENTAL

a. Materiais:

Garrafa PET transparente;

Canudo de plástico;

Laser;

Estilete;

Leite;

Água;

b. Métodos:

Parte A - Realizou-se um furo a 04 cm da base da garrafa e introduziu-se 01 cm do

canudo, cortou-se o canudo de modo a sobrar 01 cm para fora. Vedou-se em torno do canudo

com o adesivo instantâneo.

Alinhou-se o laser com o orifício do canudo, de modo que o laser atravesse a água e saia pelo

canudo, conforme figura 1.

Encheu-se a garrafa com água e foi verificado o filete cair sobre diferentes objetos.

Parte B - Colocou-se algumas gotas de leite na garrafa com água e observou-se o feixe de

luz passando através da mistura. Aumentou-se a concentração de leite, observando o

resultado.

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Figura 1: Alinhamento do laser.

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Foi realizada a experiência com o filete de água caindo em diferentes objetos, conforme

figuras abaixo:

Figura 2: Mão. Figura 3: Béquer

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Figura 4: Luva de látex.

Na figura 2, verificamos que o feixe de luz percorre o filete de água até encontrar a palma da

mão, onde é refletida. Na figura 3 e 4 verificamos que a luz se torna visível, pois o índice de

refração do vidro e da luva é maior que da água e menor que a do ar, sendo refletido e

refratado em seu interior.

Ao adicionarmos leite na água, o feixe de luz fica visível devido ao espalhamento de luz,

conforme verificado na figura 5.

Aumentando a concentração de leite o espalhamento é maior e o feixe é dispersado pela

mistura, verificado na figura 6.

Figura 5: Baixa concentração. Figura 6: Alta concentração de leite.

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5. CONCLUSÕES

Foram verificados experimentalmente que a água pode transmitir luz através da

reflexão interna total e o espalhamento em diferentes concentrações coloidais,

comprovando o Efeito Tyndall.

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6. BIBLIOGRAFIA

[1]http://understandingscience.ucc.ie/pages/sci_johntyndall.htmAcesso: 22/04/2009

[2]Laidler; Meiser e Sanctuary Physical Chemistry – 4ª Ed. – Cap 18 – Pág. 955/957

[3]http://www.absoluteastronomy.com/topics/John_TyndallAcesso: 08/04/2009

[4]http://www.cursoanglo.com.br/WebStander/disciplinas/index.asp?Cod=14 Acesso: 22/04/2009

[5]http://www.clubedohardware.com.br/artigos/371Acesso: 08/04/2009

[6]Halliday; Resnick e Walker Fundamentos de Física 4 – Óptica e Física Moderna – Cap. 39 Pág. 26

[7]http://www.terra.com.br/reporterterra/fibra/materia2.htm Acesso: 22/04/2009

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