RELATÓRIO - DIFRAÇÃO DA LUZ - FISICA EXPERIMENTAL II - UFCG

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE 
CENTRO DE TECNOLOGIA E RECURSOS NATURAIS 
UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA 
LABORATÓRIO DE ÓPTICA, ELETRICIDADE E MAGNETISMO 
 
 
Engenharia Fácil 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Interferência, difração e polarização da luz. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Professor: Laerson Duarte Da Silva 
Turma: 01 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Campina Grande - PB 
2021 
 
SUMÁRIO 
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................... 2 
1.1 Objetivo Geral ................................................................................................................. 4 
1.2 Objetivos Específicos ...................................................................................................... 4 
2 MATERIAL UTILIZADO ................................................................................................... 5 
3 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS ........................................................................... 0 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ........................................................................................ 0 
5 CONCLUSÕES ...................................................................................................................... 0 
6 ANEXOS ................................................................................................................................ 0 
7 REFERÊNCIAS .................................................................................................................... 0 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 A luz é algo que causou bastante intriga entre os estudiosos devido a sua natureza. É 
objeto de estudo de muitos pesquisadores desde a Antiguidade (300 a.C.) com Euclides até 
Einstein e Planck, no séc. XX. Tal curiosidade relacionada a natureza da luz é dada pois se 
comporta como onda, porém também se comporta como partícula. E existem dois modelos que 
são aceitos o modelo corpuscular da luz e o modelo ondulatório. 
 
 
Figura – Prisma 
 
 Newton defendia a teoria corpuscular. Nesta teoria a luz era considerada como um feixe 
de partículas emitidas por uma fonte de luz. O modelo ondulatório proposto e defendido por 
Huyghens dizia que a luz era uma onda e ela explicava de forma significativa a reflexão e a 
refração da luz 
 
 Atualmente, após as contribuições dadas pelos físicos Max Planck e Albert Einstein, 
entende-se que a natureza da luz é dualística, ou seja, se comporta como partícula mas também 
se comporta com onda, que é a ideia mais coerente e que torna as duas teorias validas, pois 
ambas possuem características que não se contradizem as características da outra teoria, 
possibilitando a explicação de vários fenômenos ópticos. 
 
 A interferência é um fenômeno que ocorre quando dois feixes luminosos, ou duas ondas, 
provenientes da mesma fonte, percorrem caminhos diferentes e depois convergem para uma 
mesma região do espaço. 
 
https://brasilescola.uol.com.br/biografia/albert-einstein.htm
 
 A difração é a propriedade que as ondas têm de contornar obstáculos ou passar por um 
orifício quando são parcialmente interrompidas por eles. Este fenômeno acontece em ondas 
eletromagnéticas e mecânicas. 
 
Figura - Difração 
 
 Outro fenômeno óptico muito importante é a polarização é quando as ondas 
eletromagnéticas, nas quais elas são selecionadas e divididas conforme a orientação de sua 
vibração. Essa propriedade consiste na orientação espacial dos vetores campo elétrico e campo 
magnético, ou seja, é um tipo de filtro que seleciona qual tipo de onda pode ou não passar pelo 
polarizador. 
 
 
Figura – esquema de polarização 
 A polarização das ondas eletromagnéticas pode ocorrer por meio da absorção, reflexão 
ou refração. A polarização por absorção só é feita através de substâncias que permitem a 
passagem de luz apenas em direções preferenciais. O fenômeno de polarização por refração se 
 
dá com polarização parcial do raio refratado, que pode ser observado ao analisar a luz que 
emerge após uma luz natural atravessar uma lâmina de faces paralelas e a polarização da luz 
por reflexão o raio refletido for perpendicular ao raio refratado. 
 
1.1 Objetivo Geral 
 
 Este relatório tem como principal objetivo através de experimentos compreender os 
fenômenos ópticos interferência, difração e polarização. Além disso, tem o intuito de 
comprovar toda a teoria por trás destes fenômenos, se utilizando de experimentos práticos. 
 
1.2 Objetivos Específicos 
 
 O experimento de Determinação do Comprimento de Onda da Luz, tem por objetivo 
demostrar na prática os conceitos sobre ondas, como também permitir com os dados gerados 
calcular o comprimento de cada onda da faixa do espectro visível da luz. 
 O experimento de Polarização da Luz, tem por objetivo demostrar na prática os 
conceitos sobre ondas, assim como verificar experimentalmente a polarização da luz e a lei de 
Malus. 
O experimento de Polarização da Luz por Reflexão, tem por objetivo demostrar na 
prática os conceitos sobre ondas, assim como medir o ângulo de Brewster e comparar com o 
índice de refração do material acrílico. 
 
https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/fisica/reflexao
 
2 MATERIAL UTILIZADO 
 Para os experimentos relatados a seguir foram utilizados os seguintes materiais: 
➢ Fonte de luz branca 12V-21W, chave liga-desliga, alimentação bivolt e sistema 
de posicionamento do filamento; 
➢ Base metálica 8x70x3cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700mm; 
➢ Lente de vidro convergente biconvexa com Ø50mm, DF 100mm em moldura 
plástica com fixação magnética; 
➢ Lente de vidro biconvexa com Ø50mm, DF 100mm em moldura plástica 
com fixação magnética; 
➢ Lente de vidro convergente plano-convexa com Ø60mm, DF 120mm em 
moldura plástica com fixação magnética; 
➢ Diafragma com uma fenda; 
➢ 5 cavaleiros metálicos; 
➢ Rede de difração 500 fendas/mm em moldura plástica com fixação magnética; 
➢ Trena de 2m; 
➢ Anteparo para projeção com fixador magnético e régua milimetrada; 
➢ Duas polaroides em moldura plástica com fixação magnética; 
➢ Disco giratório com escala angular e subdivisões 1º; 
➢ Suporte para disco giratório; 
➢ Um diafragma com uma fenda; 
➢ Um anteparo para projeção com fixador magnético; 
 
 
3 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
Experimento 1 - Determinação do Comprimento de Onda da Luz 
 Para iniciar o experimento, montou-se a conforme figura a seguir: 
Figura 1: Montagem para o experimento Determinação do Comprimento de Onda da Luz. 
 
Fonte: Azeheb - Laboratório de Física. 
Colocou-se na frente da fonte luminosa à 4cm uma lente convergente de distância 
focal f = 5cm. Essa lente é utilizada para iluminar a fenda. Em seguida, colocou-se na frente 
da lente o diafragma com uma fenda. Utilizou-se uma lente convergente de distância focal f 
= 10cm para projetar-se a fenda no anteparo. 
Ajustou-se a posição da lente para que a fenda projetada ficasse bem nítida. Colocou-
se a rede de difração na frente da lente e ajustou-se a mesma de modo que o espectro ficasse 
 
bem nítido. Para finalizar, ajustou-se a posição da rede de difração para que a mesma ficasse 
a 14 cm do anteparo de projeção (a = 0,140m). Mediram-se as distâncias X do centro de cada 
cor até o centro da fenda projetada. Calculou-se a constante de rede de difração que tem 500 
linhas por milímetro: 
𝑫 =
𝟏
𝒏º 𝒍𝒊𝒏𝒉𝒂𝒔/𝒎𝒎
=
𝟏
𝟓𝟎𝟎
 
𝑫 = 𝟎, 𝟎𝟎𝟐𝒎𝒎(𝟏𝟎−𝟑𝒎) = 𝟐𝟎𝟎𝟎𝒏𝒎(𝟏𝟎−𝟗𝒎) 
 O comprimento de onda λ de cada tipo de radiação observada é calculado através de: 
𝜆 =
𝐷𝑋
√𝑎2 + 𝑋2
 
 
Experimento 2 - Polarização da Luz 
Para iniciar o experimento, montou-se a conforme figura a seguir: 
Figura 2: Montagem para o experimento Polarização da Luz. 
 
Fonte: Azeheb - Laboratório de Física. 
 
Colocou-se sobre a base metálica um cavaleiro metálico com lente convergente dedistância focal 12cm e fixou-se no mesmo um diafragma com uma fenda. Colocou-se na 
extremidade da base metálica um anteparo para projeção do raio da fenda. Em seguida, ligou- 
se a fonte de luz. 
Colocou-se sobre a base metálica um polaroide fixo à 10 cm da lente. Ajustou-se a 
posição da lente para que a fenda projetada permanecesse bem nítida. Em seguida, colocou-
se sobre a base metálica um segundo polaroide, dessa vez à 10cm de distância do primeiro 
polaroide. 
Observou-se a projeção luminosa no anteparo de projeção. Em seguida, ajustou-se o 
segundo polaroide num ângulo de 90º em relação à angulação do primeiro polaroide. 
Observou- se a projeção. 
 
 
 
Experimento 3 - Polarização da Luz por Reflexão 
Para iniciar o experimento, montou-se a conforme figura a seguir: 
Figura 3: Montagem para o experimento Polarização da Luz por Reflexão. 
 
Fonte: Azeheb - Laboratório de Física. 
Logo em seguida, colocou-se na frente da fonte de luz um cavaleiro metálico com 
uma lente convergente de distância focal 12cm e um diafragma com uma fenda. Ademais, 
ligou-se a fonte de luz e ajustou-se o raio luminoso no centro do transferidor. Colocou-se o 
semicírculo no disco ótico conforme a figura, e ajustou-se o mesmo de tal modo que o ângulo 
de incidência fosse igual a 0º, assim como o ângulo de refração. 
Fixou-se em um cavaleiro metálico, um polaroide e em outro cavaleiro o anteparo de 
projeção. Girou-se o disco ótico em 20º, observou-se o raio refletido. Colocou-se o polaroide 
na mesma direção do raio refletido e o anteparo de projeção a 10cm do polaroide. Em seguida, 
girou-se o polaroide a 90º e observou- se a projeção do feixe luminoso no anteparo. Repetiu-
se o procedimento acima para os ângulos de 40º, 50º e 60º, procurando o ângulo de reflexão 
de tal modo que girando o polaroide a projeção desaparecesse. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
Experimento 1 - Determinação do Comprimento de Onda da Luz 
 A partir dos dados coletados foi possível montar a tabela a seguir: 
Tabela 1: Tabela de dados para o experimento de determinação do comprimento de onda da luz. 
Cor a (m) X (m)  (nm) 
Vermelho 0,14 0,047 636 
Laranja 0,14 0,043 587 
Amarelo 0,14 0,041 562 
Verde 0,14 0,037 511 
Azul 0,14 0,033 459 
Violeta 0,14 0,031 432 
Fonte: autoria própria. 
 Percebe-se que a radiação que tem maior comprimento de onda é o vermelho, com 
aproximadamente 660nm segundo nossos cálculos. 
 Como frequência e comprimento de onda são grandezas inversamente proporcionais, 
fica evidente que a cor violeta que tem a maior frequência. Ainda sobre vermelho, esta é a que 
sofre interferência construtiva mais afastada da raia central. 
 
Tabela 2: Tabela de cores e comprimentos de onda: 
COR VERMELHO LARANJA AMARELO VERDE AZUL 
 (nm) 620-760 585-620 550-585 510-550 450-510 
Fonte: autoria própria. 
 Comparando os resultados obtidos com a tabela 2 acima, percebe-se que os resultados 
foram condizentes para cada faixa do espectro visível da luz, apesar de algumas observações 
terem ocorrido no limite do espectro. 
 
Experimento 2 - Polarização da Luz 
Ao incidir luz no primeiro polaroide, sem o ajuste referente ao segundo polaroide, 
percebe-se que a projeção no anteparo não se alterou. Após ajustar o segundo polaroide, 
percebeu-se que o feixe luminoso no anteparo desapareceu. Isso ocorreu devido ao efeito de 
polarização da luz, no qual o primeiro polaroide permite transpassar apenas uma determinada 
direção de propagação da luz e seu padrão de onda respectivo. Já ao transpassar pelo segundo 
polaroide, a direção de propagação restante do primeiro polaroide foi bloqueada pelo 
 
segundo, fazendo com que a projeção luminosa no anteparo desaparecesse. 
 
Experimento 3 - Polarização da Luz por Reflexão 
Durante os procedimentos experimentais, percebeu-se que a partir de um ângulo de 
40º, o feixe luminoso começa a demonstrar-se de pouco intensidade quando do ajuste do 
polaroide para o mesmo. Com o decorrer do experimento, percebeu-se que ângulo de 
incidência que tem a luz polarizada é um ângulo de aproximadamente 55º, denominado 
ângulo de Brewster. 
Também foi medido o ângulo entre o raio refletido e o raio refratado, resultando 
aproximadamente em 90º. Em relação a direção da polarização, a luz refletida é totalmente 
polarizada em um plano perpendicular ao plano de incidência. 
É possível encontrar a tangente do ângulo de Brewster através da lei de Snell-Descartes: 
 n1sen1 =n2sen2 
Logo, 
n1senB = n2sen(90º −B ) 
Aplicando a propriedade trigonométrica: 
 sen(   ) = sen cos   cossen 
 n1senB = n2 (sen90º cosB − cos 90º senB) 
 n1senB = n2 cosB 
 senB /cosB = n2 / n1 
 tg B = n2 / n1 
Portanto, substituindo na fórmula: 
𝑡𝑔𝜃𝐵 = 𝑡𝑔 (55°) ≅ 1,428 
 
O valor do índice de refração encontrado para o acrílico em experimento anterior foi 
de 1,50. Calculando o erro percentual: 
E = 
|1,428−1,500|
1,428
 × 100 = 5,0% 
Portanto, se considerarmos um erro experimental de 5%, o erro encontrado foi igual o 
erro tolerável. Por o erro ser igual 5%, que é o maximo permitido, podemos concluir que o 
 
 
resultado está entre os padrões desejados. Podemos citar também, que pode ter ocorrido 
falhas na observação do ângulo em questão ou erros no cálculo do índice de refração do 
experimento anterior. Por fim, a tangente do ângulo de Brewster que foi 1,428 é diferente do 
índice de refração do material que foi 1,500. 
 
5 CONCLUSÕES 
 No experimento 1, foi possível observar de forma prática o fenômeno de polarização da 
luz por meio de uma rede difratora. Esse fenômeno costuma ser observado diariamente, porém 
por outros meios, como a chuva ou um CD. Também foi possível calcular o comprimento de 
onda para cada faixa do espectro visível da luz, obtendo resultados satisfatórios. 
No experimento 2, foi possível observar o fenômeno da polarização através de 
equipamentos denominados polaroides, fabricados para polarizar uma determinação direção 
de propagação da luz. Os resultados esperados foram obtidos quando a utilização dos 
mesmos. 
No experimento 3, foi possível perceber uma nova forma de polarização da luz, que 
foi a polarização por reflexão. Analisou-se esse fenômeno de forma prática, foi medido o ângulo 
de Brewster, encontrou-se o valor para o índice de refração do acrílico e comparou os 
resultados entre eles, que apresentaram valores distintos. 
 
6. ANEXOS 
 
UFCG / CCT / UAF - DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL II PROFESSOR: 
________________________DATA:__/__/_____PERÍODO: 2020.3 
ALUNO(A):___________________________________________TURMA: _____ 
PREPARAÇÃO DE DIFRAÇÃO - ÓPTICA FÍSICA 
 
1. A natureza da luz sempre foi um dos temas que sempre chamaram a atenção dos 
grandes cientistas da humanidade. Desde a Antiguidade (300 a.C.) com Euclides até 
Einstein e Planck, no séc. XX. Hoje em dia, duas teorias que explicam a natureza da luz 
são aceitas: a teoria corpuscular e a teoria ondulatória. Comente este conceito do 
comportamento da Luz, dualidade onda-partícula. 
R: Atualmente temos o conceito dual para a natureza da Luz, que consiste na união das ideias 
da teoria corpuscular e a teoria ondulatória. A teoria corpuscular foi defendida por Newton, que 
 
a sustentava, através de um ponto que a teria ondulatória não abrangia, segundo ele quando o 
som que é uma onda, encontra um obstáculo, por exemplo uma parede, ela irá contorna-la e 
chegará ao outro lado, porém se isso ocorre com a luz este fenômeno não acontece, assim ele 
concluiu que a onda se comportaria como uma partícula. No ano de 1677, Huygens havia 
lançado a teoria ondulatória da luz. Ele classificou a luz com uma onda, pois achava que a luz 
vibrava os pontos do meio, da mesma forma queo som o faz. a teoria da luz começou a ganhar 
força quando o físico e matemático Young montou um experimento que foi capaz de mostrar 
que a luz sofria difração. Podemos afirmar que quando a luz se propaga no espaço, ela se 
comporta como onda, mas quando a luz incide sobre uma superfície, passa a se comportar como 
partícula. 
 
2. O que é Difração da Luz? Comente dando exemplo. 
R: A difração é a propriedade que as ondas têm de contornar obstáculos ou passar por um 
orifício quando são parcialmente interrompidas por eles. Uma janela em um quarto podemos 
entender que acontece a difração, pois se comporta como uma fenda e a luz ao passar por ela 
sofre desvio iluminando o quarto. 
 
3. O que é Polarização da Luz? Comente dando exemplo. 
R: A polarização é quando as ondas eletromagnéticas, nas quais elas são selecionadas e 
divididas conforme a orientação de sua vibração. Um exemplo bem claro são, as lentes 
polarizadas, que funcionam como filtro protegendo a vista da radiação UV, de grande 
intensidade de luz e também de reflexos nas lentes. 
 
4. Explique como procedemos experimentalmente, para determinar o comprimento de 
uma onda da Luz (onda eletromagnética). 
R: Através de um espectro de luz, uma lente convergente, um diafragma com uma fenda. A 
partir disso com uma distância focal programada foi projetada a fenda no anteparo (a = 0,140). 
Por fim mede-se as distâncias X do centro de cada cor até o centro da fenda, calculou-se a 
constante de rede de difração que tem 500 linhas por milímetros. Feito isso, só resolver a 
equação de comprimento usando os valores encontrados. 
 
5. Explique o que é Polarização por reflexão. Comente a relação desse conceito com a 
aplicação de fibra óptica. 
 
R: A polarização da luz por reflexão o raio refletido for perpendicular ao raio refratado A 
polarização por reflexão é o princípio que rege o funcionamento da fibra óptica, o processo 
ocorre por um feixe luminoso lançado em uma das extremidades do filamento. Ele percorre 
toda a sua estrutura por meio de reflexões sucessivas, graças às característica ópticas do núcleo, 
ou seja, isso é o fenômeno da polarização por reflexão. 
 
 
 
 
 
 
 
7. REFERÊNCIAS 
 
HELERBROCK, Rafael. "Luz"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/luz.htm. 
Acesso em 08 de julho de 2021. 
A EVOLUÇÃO da teoria ondulatória da luz e os livros didáticos. [S. l.], 7 jan. 2007. Disponível em: 
<https://www.scielo.br/j/rbef/a/wXbCrhcZ79KtDZ5FZmtK8hM/?lang=pt>. Acesso em: 8 jul. 2021. 
 
 
 
 
https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/fisica/reflexao
https://www.stoodi.com.br/blog/2019/01/09/optica-o-que-e/