Projete um procedimento experimental, com materiais e medidas, para determinar o índice de refração n de um…

Questão

Projete um procedimento experimental, com materiais e medidas, para determinar o índice de refração n de um prisma semicircular de acrílico usando um laser (? = 650 nm). Descreva como obter dados, construir gráfico e estimar incertezas.

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

Resposta esperada

Procedimento sugerido: materiais — laser de 650 nm, mesa com escala angular (±0,5°), prisma semicircular de acrílico, folha milimetrada e régua. Alinhar laser e variar o ângulo de incidência ?1 na face plana (ex.: 5 valores: 10°,20°,30°,40°,50°). Medir o ângulo refratado ?2 dentro do acrílico. Calcular sen?1 e sen?2 para cada par; plotar sen?1 (eixo y) versus sen?2 (eixo x). Pela lei de Snell (1·sin?1 = n·sin?2) a inclinação da reta é n. Estimar incerteza do coeficiente linear pela regressão linear (erro padrão da inclinação) e converter incerteza angular (±0,5°) em erro em sen usando derivada. Valor esperado: n ˜ 1,49 para acrílico. Fontes de erro: alinhamento, dispersão do laser e leitura angular.

Explicação

O procedimento descrito utiliza a lei de Snell para relacionar os ângulos de incidência e refração, permitindo calcular o índice de refração do acrílico. A escolha de múltiplos ângulos de incidência e a plotagem dos valores de senos garantem uma melhor precisão na determinação da inclinação da reta, que corresponde ao índice desejado. Além disso, a consideração das incertezas e fontes de erro assegura a confiabilidade dos resultados obtidos.

Raio-X da questão

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