Reflexão e Refração de Ondas Eletromagnéticas

Estudo sobre Reflexão e Refração das Ondas Eletromagnéticas

Objetivos

• Medir o índice de refração de um prisma para ondas eletromagnéticas no espectro visível (luz) e microondas.
• Medir o ângulo de reflexão de ondas eletromagnéticas.
• Medir o ângulo de reflexão para que, quando um raio de luz passa através de uma taxa mais elevada de refração para uma taxa inferior, ocorra a quebra.

Planejamento

A refração ocorre quando uma onda muda sua velocidade de propagação ao passar de um meio para outro.

A refração tem a propriedade de mudar a direção do feixe quando este incide obliquamente na interface da superfície, separando dois meios com diferentes índices de refração.

Onde n1 e n2 são os índices de refração do primeiro e segundo meio, respectivamente, e i e t são os ângulos de incidência e refração, respectivamente.

Pode-se observar que quando n1 < n2, o ângulo t > i. Em seu caso, também se observa que quando n1 > n2, existe um ângulo crítico no raio refratado, ou seja, ocorre uma reflexão total.

Procedimento

Parte 1: Índice de Refração de um Prisma

1. Localize um prisma no disco, de modo que o raio ou a luz da fonte incidente incida normalmente no lado plano, certificando-se de que este é mantido em uma direção de linha normal em um ângulo de 0 graus.
2. Em seguida, gire o disco para variar o ângulo de incidência e medi-lo.
3. Determine o ângulo de refração, apoiado com uma régua no prisma, na borda do disco graduado.
4. Repita os passos novamente para dois ângulos de incidência.
5. Determine, em cada caso, o índice de refração usando a lei de Snell.

Medidas:

a) i = 10°, t = 7°

b) i = 30°, t = 20°

c) i = 50°, t = 30°

Pela lei de Snell: n1sen(i) = n2sen(t)

a) n2 = 1,42

b) n2 = 1,46

c) n2 = 1,53

Quanto maior o ângulo de incidência, maior o ângulo refratado e o índice de refração.

Parte 2: Impacto em um Meio

3a: Impacto de um meio menos denso para um mais denso (n1 < n2)

3b: Incidência de um meio denso para um menos denso (n1 > n2)

i t(a) t(b)

0° 0 0

10° 14 14

20° 14 26

30° 20 42

40° 26 60

50° 31

60° 36

70° 70

80° 41

90° 0

Conclusões

No desenvolvimento desta experiência, onde medimos o ângulo de refração e reflexão, obteve-se o ângulo crítico que está entre 40° e 50°, sendo 45° a medida deste ângulo.

Parte 3: Reflexão e Refração de Microondas

Reflexão e refração de microondas

i = 20°

t = i + = 20° + 8° = 28°

Lei de Snell para obter o índice de refração do estireno para microondas

n2 = 1

i = 20°

t = 28°

n1 = 1,37

O índice de refração de microondas para o estireno deu 1,37.