Bancada com luxímetro – materiais transparentes, translúcidos e opacos, reflexão e lei do inverso do quadrado

FísicaOscilações e ondasIdades 16–17

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Uma prática virtual com uma lâmpada, um suporte de amostras e um luxímetro. Na tela Materiais, ilumine vidro transparente, vidro fosco, papel vegetal, cartolina branca e preta, papel brilhante, um espelho e filtros coloridos, e gire o medidor em volta da amostra para medir a luz transmitida e refletida e distinguir reflexão especular de reflexão difusa. Na tela Distância, afaste o medidor de uma lâmpada pequena para testar a lei do inverso do quadrado, com subtração do fundo, tabela de resultados e gráficos linearizados.

Aula: Transmissão, reflexão e absorção da luz; materiais transparentes, translúcidos e opacos; reflexão especular e difusa; filtros coloridos; lei do inverso do quadrado para uma fonte pontual

O que mostra

Quando a luz atinge um material, uma parte é transmitida, outra é refletida e o resto é absorvido. Materiais transparentes deixam a luz passar em linha reta, os translúcidos a espalham e os opacos não transmitem nada. Superfícies lisas e brilhantes refletem a luz em uma só direção (reflexão especular), enquanto superfícies ásperas e foscas a espalham em todas as direções (reflexão difusa). Um filtro colorido transmite principalmente a própria cor. A luz de uma lâmpada pequena se espalha sobre uma esfera, então a iluminância cai com o quadrado da distância: E = I/r². Um luxímetro mede a iluminância em lux.

Como usar

Em Materiais, escolha uma Amostra, coloque Medidor em Atrás (transmitida) ou Na frente (refletida) e mova Ângulo φ ou arraste o medidor em volta da amostra; pressione Registrar. Registre o suporte vazio em φ = 30° como I₀ e desmarque Lâmpada acesa para registrar o fundo. Em Distância, ajuste Distância r ou arraste o medidor, pressione Registrar em várias distâncias e escolha um Gráfico para testar a lei do inverso do quadrado.

Parâmetros que você pode mudar

  • Tela Materiais: transmissão e reflexão, Distância: lei do inverso do quadrado
  • Amostra no suporte Sem amostra (suporte vazio), Vidro transparente, Vidro fosco, Papel vegetal, Cartolina branca (fosca), Cartolina preta (fosca), Papel branco brilhante, Espelho plano, Filtro vermelho, Filtro verde, Filtro azul
  • Segundo filtro atrás da amostra Nenhum, Vermelho, Verde, Azul
  • Posição do medidor Atrás da amostra (luz transmitida), Na frente da amostra (luz refletida)
  • Ângulo do medidor em relação à normal φ 0–85 °
  • Luzes da sala acesas
  • Distância da lâmpada ao medidor r 0,1–1 m
  • Intensidade luminosa da lâmpada pequena I 10–100 cd

Perguntas para explorar

  1. Por que um espelho dá uma leitura grande em um só ângulo, enquanto a cartolina branca dá uma leitura pequena em todos?
  2. O que acontece com a leitura quando você junta um filtro vermelho e um verde, e por quê?
  3. Se você dobrar a distância até a lâmpada, por qual fator a leitura muda, e por quê?