Lei de Snell: meça a refração com um transferidor real

Quando a luz passa do ar para outro meio transparente, geralmente muda de direção. A lei de Snell relaciona o ângulo de incidência i, o ângulo de refração r e o índice de refração n. O erro de medição mais comum é usar a superfície como linha de referência. Na lei de Snell, os ângulos são medidos a partir da normal, a reta perpendicular à superfície no ponto em que o raio entra.

O laboratório Lei de Snell (II) usa vídeos reais de um laser, uma célula transparente ou um bloco de acrílico e um transferidor impresso. A versão sem verificação não fornece o ângulo de refração como número. Você deve ler o ângulo de refração no vídeo, registrá-lo e fazer o cálculo fora do laboratório.

Preencha uma linha da tabela para cada ângulo de incidência e cada meio. Registre r como uma leitura com incerteza, e não como um valor perfeito de livro didático. Se o transferidor estiver difícil de ler, use as duas vistas e indique uma incerteza razoável, como aproximadamente 1 a 2 graus. Nas linhas de orientação normal, confira se r < i e n > 1. Caso contrário, verifique se você usou a escala errada do transferidor ou mediu a partir da superfície.

Para cada linha de orientação normal, calcule n = sen(i) / sen(r). Use a calculadora no modo graus. Depois, calcule a média dos valores de n de cada meio. Não espere que todas as linhas sejam idênticas: a leitura do transferidor e a visibilidade do vídeo introduzem incerteza.

Na orientação normal, a luz passa do ar para o meio. Na orientação invertida, o raio pode viajar do meio em direção ao ar. Para esta observação curta, use o mesmo segundo meio medido anteriormente; se seu grupo ainda não escolheu um, use Acrílico. Não é necessário repetir os três meios, a menos que o professor indique a extensão. Perto do ângulo crítico, o raio refratado que sai do meio pode ficar fraco ou rasante; acima desse ângulo, não surge um raio refratado de saída nítido e a luz é refletida dentro do meio. Para água, óleo e acrílico, essa mudança ocorre entre os ajustes de 40 e 50 graus; examine esse intervalo com atenção. Como o laboratório altera o ângulo em passos de 10 graus, você pode delimitar o ângulo crítico, mas não medi-lo exatamente.

Sua conclusão deve ser útil para uma pessoa que não acompanhou sua tela. Informe a origem das evidências, os cálculos, a incerteza e o limite da conclusão. Não diga que o laboratório “comprovou” exatamente o índice do livro didático; diga o que suas leituras sustentam.

Se houver tempo, meça água, óleo e acrílico usando os mesmos ângulos de incidência. Depois, use o valor médio de n para estimar o ângulo crítico de cada meio com theta_c = arcsen(1/n). Compare a estimativa com o intervalo observado na orientação invertida. Observação: o óleo e o acrílico têm índices quase iguais, aproximadamente 1,47 e 1,49, portanto seus ângulos de refração diferem em menos de 1 grau, abaixo da resolução do transferidor. Use os três meios para mostrar que tanto o óleo quanto o acrílico desviam a luz consideravelmente mais que a água, e não para ordenar óleo e acrílico entre si.