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Introdução

Este trabalho experimental tem como objectivos a determinação da velocidade da luz em três meios (no ar, no vidro acrílico e na água) e ainda a determinação dos índices de refracção da água e do vidro acrílico em relação ao ar. A velocidade da luz no vácuo é uma constante universal, mas em diferentes meios a sua velocidade varia, sendo esta sempre inferior à de propagação no vácuo.
A determinação da velocidade da luz é realizada através da medição das distâncias percorridas por um feixe luminoso, em intervalos de tempo iguais a metade do período do sinal modulador da intensidade. Este sinal é emitido pelo díodo emissor (com uma frequência de 50 MHz) sendo em seguida reflectido por dois espelhos, e depois detectado pelo díodo receptor, monitorizado pelo osciloscópio. Os espelhos são colocados na posição zero da calha, colocando-se depois os sinais emitido e recebido em fase, de forma a obter um segmento de recta nos quadrantes ímpares no osciloscópio. Deslocam-se os espelhos em seguida até que os sinais lidos no osciloscópio se encontrem em oposição de fase, ou seja quando se obtiver um segmento de recta nos quadrantes pares. A velocidade da luz é então calculada a partir da expressão: onde x é a distância do emissor ao espelho, em metros, e f a frequência do sinal, em Hz.

Na velocidade da luz no vidro acrílico o método utilizado será o mesmo que da velocidade no ar, colocando um bloco de vidro, sendo que o feixe luminoso irá atravessar ambos os meios, ar e vidro, e sendo a expressão para obter a velocidade da luz no vidro acrílico (cv): sendo x2 a distância do espelho ao emissor, e B o comprimento do bloco de vidro acrílico.

Para a determinação da velocidade da luz na água utiliza-se um tubo com água, que por ser de vidro é necessário medir-se duas distâncias, uma com o tubo vazio e outra com o tubo cheio, sendo que a expressão para determinar a velocidade da luz na água (cH) é: sendo x3 e x4 a distância (em metros) do espelho ao emissor,