Guião de exploração da simulação “Refração” ‐ David Harrison (2004) 

Guião de exploração da simulação “Refração”

de David Harrison (2004)

Tradução de adaptação M. Silva Pinto (2008) para a Casa das Ciências

Download da simulação: Português; Inglês 

 

Resumo 

Questões‐problema 

Passar do ar para o vidro 

Passar do vidro para o ar 

Não conseguir passar do vidro para o ar: reflexão total 

 

 

 

Resumo Proposta de exploração didática de uma simulação que permite estudar os fenómenos de refracção e de reflexão total da luz. Os meios óticos simulados são o ar e o vidro. 

Pode variar‐se o valor do ângulo de incidência, o índice de refracção do meio mais refringente (vidro) e o sentido de propagação da luz (do ar para o vidro ou do vidro para o ar). 

 

Questões-problema O que sucede à luz quando muda de meio de propagação? 

Será  que  a  luz  ao  incidir  na  superfície  de  separação  de  dois  meios  transparentes  é  sempre 

parcialmente refratada? 

 

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Guião de exploração da simulação “Refração” ‐ David Harrison (2004) 

Passar do ar para o vidro Quando  um  raio  de  luz  passa  do  ar  (menos  refringente)  para  o  vidro  (mais  refringente)  o  que 

acontece à sua direção de propagação? 

 

● Associar o termo refringência de um meio ao respetivo  índice de refração: maior  índice de 

refração significa um meio mais refringente. 

● Identificar os raios: incidente, refletido e refratado. 

● Explicitar o significado de ângulo de incidência e de ângulo de refração. 

● Sem alterar o índice de refração do vidro, comparar o ângulo de incidência com o ângulo de 

refração: 

○ para vários ângulos de incidência registar os respetivos ângulos de refração. 

 

Objetivo 1: verificar que quando a luz passa para um meio mais refringente o ângulo de refração é sempre inferior ao de incidência - o feixe aproxima-se da normal.

 

 

● Para  o mesmo  ângulo  de  incidência  (45º),  variar  o  índice  de  refração  do  vidro,  do  valor 

mínimo ao valor máximo. Registar o ângulo de refração para o  índice de refração do vidro 

igual a: 1,25; 1,50 e 1,75. 

Objetivo 2: verificar que quanto maior a diferença entre os índices de refração maior é o desvio do feixe.

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Guião de exploração da simulação “Refração” ‐ David Harrison (2004) 

Passar do vidro para o ar Quando  um  raio  de  luz  passa  do  vidro  (mais  refringente)  para  o  ar  (menos  refringente)  o  que acontece à sua direção de propagação? 

 

● Sem alterar o índice de refração do vidro, comparar o ângulo de incidência com  o ângulo de 

refração.1 Para vários ângulos de incidência registar os respetivos ângulos de refração. 

 

Objetivo 3: verificar que quando a luz passa para um meio menos refringente o ângulo de refração é sempre superior ao de incidência - o feixe afasta-se da normal.

 

 

● Para  o mesmo  ângulo  de  incidência  (30º),  variar  o  índice  de  refração  do  vidro,  do  valor mínimo ao valor máximo. Registar o ângulo de refração para o  índice de refração do vidro igual a: 

○ 1,25; ○ 1,50; ○ 1,75. 

Objetivo 4: verificar que quanto maior a diferença entre os índices de refração maior é o desvio do feixe.

                                                            1 Utilizar ângulos de incidência inferiores ao ângulo crítico (aconselha‐se valores inferiores a 30º). 

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Guião de exploração da simulação “Refração” ‐ David Harrison (2004) 

Não conseguir passar do vidro para o ar: reflexão total Quando um raio de luz incide na superfície de separação do vidro (mais refringente) para o ar (menos 

refringente) com um ângulo maior do que um certo valor mínimo, o que acontece à sua direção de 

propagação? 

 

● Sem alterar o índice de refração do vidro (1,50), aumentar o ângulo de incidência, a partir de 

20º, até deixar de existir refração: 

○ registar o ângulo crítico (valor mínimo do ângulo a partir do qual não há refração). 

○ continuar  a  aumentar  o  ângulo  de  incidência  e  verificar  que  continua  a  existir 

reflexão total. 

 

Se aumentarmos o índice de refração do vidro o que acontece ao valor do ângulo crítico? 

● Encontrar o ângulo crítico para valores diferentes do índice de refração do vidro: 

○ variar o índice de refração do valor máximo para o mínimo. 

○ registar  numa  tabela  os  valores  do  índice  de  refração  do  vidro  e  os  respetivos 

ângulos críticos. 

 

Objetivo 5: verificar que quanto maior a diferença entre os índices de refração dos meios, menor o ângulo crítico.

 

 

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Guião de exploração da simulação “Refração” ‐ David Harrison (2004) 

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Abril 2012 

Carlos Brás, Carlos Portela, Domingos Costa, Olívia Cunha 

 

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