Descreva um procedimento experimental simples para determinar o índice de refração n de uma placa de vidro…

Questão

Descreva um procedimento experimental simples para determinar o índice de refração n de uma placa de vidro usando um laser e medidas de ângulo (lei de Snell). Em seguida, usando os dados medidos: ângulo de incidência ?1 = 40,0° e ângulo de refração ?2 = 25,0°, calcule n (n = sin?1/sin?2) e a velocidade da luz no vidro v = c/n (c = 3×108 m·s?¹). Apresente as fórmulas usadas e os cálculos numéricos.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Procedimento: alinhar laser perpendicular à superfície de referência; variar posição para obter um raio incidente com ângulo conhecido ?1 medido a partir da normal; medir o ângulo refratado ?2 dentro do vidro com transferidor; repetir para obter média. Fórmulas: Lei de Snell n_ar·sin?1 = n_vidro·sin?2; tomando n_ar ˜ 1, n_vidro = sin?1/sin?2. Cálculo com dados: sin40,0° = 0,6428; sin25,0° = 0,4226. n = 0,6428/0,4226 = 1,521 ˜ 1,52. Velocidade no vidro: v = c/n = 3,0×108 / 1,521 = 1,97×108 m·s?¹. Observações experimentais: corrigir por erro de paralaxe ao medir ângulos, repetir medidas para estimar incerteza e usar média; considerar índice do ar ?1 se precisar de maior precisão.

Explicação

O procedimento experimental descrito permite a medição precisa dos ângulos de incidência e refração, fundamentais para aplicar a lei de Snell e calcular o índice de refração do vidro. As fórmulas utilizadas são apropriadas e os cálculos numéricos demonstram claramente a relação entre os ângulos e o índice de refração, além de calcular a velocidade da luz no material. As observações experimentais ressaltam a importância de técnicas de medição cuidadosas para garantir a precisão dos resultados.

Raio-X da questão

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