Óptica geométrica

Páginas: 12 (2799 palavras) Publicado: 13 de novembro de 2011
Instituto Superior Técnico

MEFT
1º Ano - 1º Semestre

LFEB - Laboratório de Física Experimental Básica

Relatório
Óptica Geométrica

Inês Sofia Henriques nº67917
Rita Falcão Mendes nº67943
Sofia Rodrigues Vaz nº67946

Professora Maria Isabel Cabaço

Lisboa, 27 de Outubro de 2009

Objectivos:
Os objectivos desta actividade prática são:
• A determinação experimental dadistância focal de uma lente convergente e de outra divergente (através de métodos directos e indirectos).
• A determinação do índice de refracção de um vidro acrílico.
• A observação da polarização da luz e determinação do ângulo de Brewster.

Introdução teórica:
Ao conjunto de radiações electromagnéticas pode dar-se o nome genérico de luz, embora seja mais frequente associar este termoà radiação electromagnética perceptível pelo olho humano. Neste trabalho, ao usarmos o termo luz estaremos a referir-nos à luz visível.
Quando a luz se propaga em meios homogéneos, transparentes à luz visível, e isótropos, percorre trajectórias rectilíneas. No entanto, se houver mudança do meio de propagação, podem-se observar fenómenos como a reflexão e a transmissão da luz, que envolvemmudanças na sua trajectória e velocidade.
Quer a reflexão quer a transmissão da luz são fenómenos físicos com características específicas, podendo-se recorrer às Leis de Snell-Descartes para melhor os compreender:

• O raio incidente, o raio reflectido, o raio transmitido e a normal à superfície de separação dos meios, estão contidos num mesmo plano a que se dá o nome de Plano deIncidência.
• O ângulo de incidência (i) é igual ao ângulo de reflexão (r).
• Quando a luz é transmitida de um meio 1 para um meio 2, verifica-se a seguinte relação:[pic] (i é o ângulo de incidência e t o ângulo de transmissão).
Note-se que no caso da transmissão, quando a passagem de meio se faz de um meio 1 em que a velocidade da luz é maior para um meio 2 em que esta diminui (Imagem 1), diz-seque o meio 2 é mais refringente que o meio 1, e pode-se observar que o raio luminoso se aproxima da normal. Em relação aos índices de refracção, [pic]pois como [pic], os meios onde a velocidade da luz é maior têm um índice de refracção menor (mas sempre maior que 1).
Na parte 3 da actividade vamos calcular experimentalmente o índice de refracção relativo entre o ar e o vidro, recorrendo paraisso a duas montagens diferentes: Primeiro vai-se fazer incidir um raio de luz na superfície plana de um semi-cilindro de vidro acrílico (Ilustração6), vão-se medir vários ângulos de incidência e de transmissão diferentes, vão ser calculados os senos correspondentes, e por fim vai-se traçar o gráfico sin t (sin i) cujo inverso do declive da recta corresponde ao índice de refracção que pretendemoscalcular ([pic]). De modo análogo, mas fazendo incidir o raio de luz na superfície curva do semi-cilindro em vez de o fazer incidir na parte plana (Ilustração5), vamos calcular o [pic].
Verifica-se na prática que os fenómenos reflexão e transmissão ocorrem quase sempre em simultâneo, excepto em algumas situações. Para certos ângulos de incidência específicos apenas se verifica a ocorrênciade reflexão (Reflexão Total), e para outros apenas ocorre transmissão, embora os fenómenos que dão origem a estas duas situações particulares sejam completamente distintos.

Dá-se o nome de Ângulo de Brewster ao ângulo de incidência que leva a que praticamente não ocorra reflexão e verifica-se a seguinte relação entre os ângulos de incidência e transmissão: [pic]
Este fenómeno particularsó se consegue observar se o feixe de luz incidente for polarizado numa determinada direcção. O efeito da polarização é uma propriedade das ondas, e consiste em fazer com que a onda do campo eléctrico da luz se apresente contida num plano específico, ou seja, o movimento dos fotões que geram a onda, estejam num único plano. A polarização é também a medida da variação do vector do campo...
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