Refração da Luz
Objetivo
O objetivo deste experimento é construir um sistema onde é possível observar a trajetória de um raio sendo refratado, ou seja, sendo desviado da sua trajetória inicial.
Contexto
A refração é o fenômeno no qual a luz muda sua direção de propagação ao mudar de um meio para outro, como por exemplo, água e ar, ar e vidro, etc. O índice de refração (n) é uma propriedade de um determinado meio (por exemplo: nar = 1; nvidro = 1,52; nágua = 1,33) e que influencia diretamente a intensidade e a direção do raio de luz refratado. Quando o índice de refração do meio do qual a luz provém é menor do que o do meio em que ela vai penetrar, os raios tendem a se aproximar da reta normal à superfície que separa os meios. No nosso caso o feixe, ao penetrar na água, se aproxima da normal porque o índice de refração da água é maior que o do ar. E ao sair, se afasta pois nar < nágua, como na figura abaixo.
Idéia do Experimento 1:
Faça esta experiência e mostre como os raios de luz alteram seu curso ao atravessar vidro e água. Você vai ver como eles têm de atingir o vidro num certo ângulo para serem desviados.
Tabela do Material:
- Folha papel branco
- caixa grande de papelão (tipo caixa de sapato)
- pote de vidro com água (tipo vidro de conserva)
- régua
- caneta
- lanterna
- tesoura
Esquema Geral de Montagem:
1) Na lateral da caixa, trace duas linhas, com aproximadamente 2,0 cm de distância entre elas;
2) Corte nas linhas traçadas, produzindo duas fendas;
3) Ponha o papel no fundo da caixa;
4) Com cuidado, ponha o pote com água dentro da caixa. Alinhe o pote com os dois cortes feitos na caixa;
5) Em um quarto escuro, ilumine as fendas;
6) Veja como o pote de água desvia a luz. Pode ser que você precise mover o pote até que os raios fiquem convergentes. Observe com atenção o fenômeno da refração da luz que atravessa o vidro e anote suas observações num caderno de experimentos.
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Idéia do Experimento 2:
Uma caixa de sapatos com uma lâmpada dentro é arranjada de modo que saia dela um feixe fino de luz. O feixe, ao atravessar uma caixa transparente cheia de água é refratado, ficando claro que ele muda sua trajetória.
Tabela do Material
| Item | Comentários |
| Fio elétrico | |
| Bocal de lâmpada | |
| Plug elétrico | |
| Lâmpada de 60 Watts do tipo cristal. | Tentamos realizar o experimento com lâmpadas de potências maiores, mas não obtivemos resultados satisfatórios. |
| Caixa de sapatos | |
| Régua Molegata da marca TRIDENT | Usada dada a facilidade que se tem para dobrá-la. |
| Cartolina | |
| Adesivo plástico para PVC (cola de cano) | Pode ser substituído por qualquer tipo de super-cola (Super-Bonder). |
| Caixinha de CD | |
| Água |
Montagem
- Corte as extremidades da régua retirando a inscrição da logomarca e furo, deixando a régua com 16cm.
- Faça três dobras na régua de forma a resultar um anel retangular de 5 x 3cm e cole as duas extremidades (com a cola para PVC).
- Retire com cuidado a tampa da caixinha de CD, retirando todas as suas laterais.
- Cole a base deste "anel" formado pela régua na tampa da caixa de CD, como na figura abaixo.
- Corte um retângulo da caixa de sapatos a partir da borda (ver figura 1).
- Cole um pedaço de cartolina no lugar do retângulo retirado.
- Faça apenas um corte na cartolina, com tesoura, de fora para dentro da caixa (ver figura 2).
- Monte o circuito que irá acender a lâmpada (fio, plug e bocal).
- Coloque a lâmpada sobre a superfície que será realizado o experimento e tape-a com a caixa. A luz emitida pela caixa será reduzida a um feixe fino que passa através do corte feito na cartolina colada onde foi retirado um retângulo da caixa.
- Coloque água dentro da caixa feita com a régua e tampa da caixa de CD e direcione a ela o feixe emitido pela caixa.
Comentários
- Para o bom andamento do experimento é importante que a caixa que emitirá o feixe e a caixinha com água fiquem no mesmo plano.
Esquema Geral de Montagem:
QUESTÕES:
- O que é refração?
- Explicar as leis da refração, com base no(s) experimento(s).
- Explique o que é, e como calcular o índice de refração.
- Citar os índices de refração do ar, da água, do vidro, do álcool etílico e do acrílico.
- Explicar a lei de Snell-Descartes
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OBS: coloquei dois roteiros, faça apenas um. Mas se quiser fazer os dois, sem problemas!
Muito bom o experimento !
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