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Centro de Ciências Exatas - Departamento de Física

Polarização
da Luz



Resumo…...................03
1.0 – Introdução........................04
1.1 - Lei de Malus.............04
1.2 - Polarização por Reflexão04
2.0 - Materiais usados para os experimentos07
3.0 - Verificação Experimental da Lei de Malus07
3.1 - Montagem e procedimentos experimentais07
3.2 - Resultados das medidas084.0 - Polarização por Reflexão.....................12
4.1 - Montagem e procedimentos experimentais12
4.2 - Resultados das medidas13
4.2-0 – Calculo dos índices de refração do vidro (nV) e do acrílico(nA)13
4.2-1 - Ângulo de Brewsted13
5.0 - Conclusão................14
6.0 - Bibliografia........................14
Resumo

O seguinte experimento realizado no Laboratório de Física II daUniversidade Estadual de Londrina tem como objetivos verificar experimentalmente a polarização da luz e a lei de Malus; verificar também a polarização por reflexão e determinar o índice de refração de um meio material através da lei de Brewster.
1.0 – Introdução
As fontes luminosas geralmente emitem luzes formadas por ondas eletromagnéticas que vibram em várias direções, nessas há sempre um planoperpendicular para cada raio de onda luminosa. Essa luz é chamada de luz não polarizada ou luz natural.
Na natureza existem substâncias que ao serem atravessadas pelos feixes de luz deixam passar apenas uma parte da onda luminosa. Desse acontecimento ocorre um fenômeno chamado de polarização da luz. A luz natural que antes se propagava em todos os planos, agora passa a se propagar em um únicoplano.
Os polarizadores funcionam como uma fenda permitindo que a luz passe somente em um plano. O acontecimento da polarização da luz dá evidências claras de que ela é formada por ondas transversais. Dessa maneira, esse fenômeno só pode acontecer com esse tipo de onda, assim podemos concluir que com as ondas sonoras não acontece polarização, pois as mesmas são do tipo longitudinal.

1.1 - Lei demalus
A lei de Malus, assim chamada por sua descobridor, o físico francês Étienne-Louis Malus, indica que a intensidade de um raio de luz polarizado linearmente, que atravessa um polarizador perfeito equivale

onde I0 indica a intensidade da luz dantes de passar pelo polarizador, I é a intensidade resultante, e θ indica o ângulo entre o eixo do polarizador e o eixo de polarização da luzincidente.

1.2 - Polarização por reflexão
Quando há reflexão de luz não polarizada, em uma superfície plana entre dois meios transparentes, a luz refletida é parcialmente polarizada. O grau de polarização depende do ângulo de incidência e dos índices de refração dos dois meios materiais. Quando o ângulo de incidência for tal que os raios refletidos e refratados forem perpendiculares um ao outro, aluz refletida está polarizada. Este efeito foi descoberto experimentalmente por Sir David Brewster em 1812, como mostrado na Fig.1


Figura 1 - Polarização da luz solar por reflexão em um lago

A Figura 2 mostra a luz incidente no ângulo de polarização qp, para o qual a luz refletida está completamente polarizada. O campo elétrico da luz incidente pode ser decomposto em componentes paralelase perpendiculares ao plano de incidência. A luz refletida está completamente polarizada com o campo elétrico perpendicular ao plano de incidência.

Figura 2 - Polarização por reflexão

Podemos achar a relação entre o ângulo de polarização e os índices de refração dos dois meios, mediante a lei de Snell. Se n1 for o índice de refração do primeiro meio e n2 o do segundo meio, a lei de Snellnos dá

onde q2 é o ângulo de refração. Pela Fig. 2, podemos ver que a soma do ângulo de reflexão com o ângulo de refração é 90º .Uma vez que o ângulo de reflexão é igual ao ângulo de incidência, temos

Então

A equação acima é conhecida como lei de Brewster. Embora a luz refletida esteja completamente polarizada, quando o ângulo de incidência for qp, a luz transmitida está parcialmente...
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