(Prática) Reflexão e refração da luz em superfícies planas

(Prática) Reflexão e refração da luz em superfícies planas

Nesta prática vamos observar fenômenos da óptica geométrica em superfícies planas e constatar a leis de Snell, fenômenos de reflexão interna total, refração da luz e os princípios de Huygens e Fermat.
Reflexão e Refração em um bloco de vidro

Na primeira parte da prática vamos estudar a óptica de um bloco de vidro BK7 observando a manifestação das leis de Snell e determinar o índice de refração desse material.
Utilizando um laser CW de He-Ne vermelho de 17mW, um bloco de vidro BK7, uma mesa goniométrica e alfinetes, sobre uma folha de papel A4, tomamos 4 medidas de ângulos distintos de incidência no bloco. Com o auxílio dos alfinetes marcamos pontos de interesse na folha para determinarmos o traçado de raios observado (as folhas com as medidas estão em anexo). Os dados obtidos podem ser observados na tabela abaixo. α inicidente ± 0,5 (deg) α refletido ± 0,5 (deg) β ± 0,5 (deg)
35
35
23
40
39
26
50
50
30
55
55
35
Tabela 1: Dados dos ângulos de Snell em graus.
Os dados da tabela 1 permite a determinação do índice de refração do bloco de BK7 e do desvio D do feixe de sua trajetória original. Vamos calcular o índice de refração do bloco (valor médio) usando:
Sen(αi) = n. Sen(β) → n = Sen(αi)/Sen(β) (1) α inicidente ± 0,5 (deg) n 35
1,468 ± 0,007
40
1,466 ± 0,007
50
1,532 ± 0,006
55
1,428 ± 0,005 Tabela 2: índices de refração para cada medida realizada.
Tirando a média das medidas, temos o valor do índice de refração médio dado por: n = 1,474 ± 0,006
Para calcular o valor do deslocamento lateral D esperado a partir das medidas realizadas até o momento, usamos a seguinte equação:
D = δ . sin (α) . (2)
Com δ = (2,9 ± 0,05) cm.
D medido ± 0,05 (cm)
D Esperado
0,7
0,655014366
0,8
0,780572034
1,2
1,145299447
1,4
1,210835549
Tabela 3: Desvio medido e desvio