PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL DIFRAÇÃO LUZ 2021 1 (1)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA LABORATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL II
	
PROFESSOR:	DATA:	/	/	PERÍODO: 2021.1 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.
2. O que é Difração da Luz? Comente dando exemplo.
3. O que é Polarização da Luz? Comente dando exemplo.
4. Explique como procedemos experimentalmente, para determinar o comprimento de uma onda da Luz (onda eletromagnética)
5. Explique o que é Polarização por reflexão. Comente a relação desse conceito com a aplicação de fibra óptica.
	
	UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA LABORATÓRIO DE FÍSICA EXPERIMENTAL II
	
PROFESSOR:	DATA:	/	/	PERÍODO: 2021.1 ALUNO(A):					TURMA: 	
PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
EXPERIMENTOS DE INTERFERÊNCIA, DIFRAÇÃO E POLARIZAÇÃO DA LUZ
 	4.3.1 Determinação do Comprimento de Onda da Luz – Experiência 12	 MATERIAL UTILIZADO:
1 - Fonte de luz branca 12V – 21W, chave liga-desliga, alimentação bivolt e sistema de posicionamento do filamento; base metálica 8 x 70 x 3cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700mm;
2 - Lente de vidro convergente biconvexa com Ø = 50mm, DF = 50mm, em moldura plástica com fixação magnética; lente de vidro biconvexa Ø = 50mm, DF = 100mm, em moldura plástica com fixação magnética;
3 - diafragma de uma fenda;
4 - cinco cavaleiros metálicos;
5 - uma rede de difração 500 fendas/mm em moldura plástica com fixação magnética;
6 - uma trena de 2m; anteparo para projeção com fixador magnético e régua milimetrada de ± 150mm.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL – 12
Determinação dos comprimentos de ondas para cada cor da dispersão da luz.
1. Montar o equipamento conforme foto abaixo (Fig.4-13).
2. Colocar na frente da fonte luminosa e à 4cm, uma lente convergente de distância focal
f = 5cm. Essa lente é utilizada para iluminar a fenda;
3. Colocar na frente da lente o diafragma com uma fenda;
Figura.4- 13 Montagem para o experimento Determinação do comprimento de onda da luzFonte: Azeheb - Laboratórios de Física
4. Utilizar uma lente convergente de distância focal f = 10cm para projetar a fenda no anteparo;
5. Ajustar a posição da lente para que a fenda projetada fique bem nítida;
6. Colocar a rede de difração na frente da lente e ajustar para que o espectro fique bem nítido;
7. Ajustar a posição da rede de difração para que fique a 14cm (a = 0,140m) do anteparo de projeção;
8. Medir a distância do centro de cada cor até o centro da fenda projetada, completando a tabela;
9. Medir as distâncias X e a para a radiação vermelha: X =	cm e a =_	cm.
10. Calcular a constante da rede de difração que tem 500 linhas / mm:
D (1 / 500 linhas / mm) =	nm (nanômetro 10-9m)
11. Calcular o comprimento de onda	da radiação vermelha:	=	nm
12. Anotar os valores acima na Tabela 4-7 e calcular o comprimento de onda para as outras cores:
	Cor
	a (m)
	X(m)
(simulado)
	(10-9 m)
	Vermelho
	0,14
	0,047
	
	Laranja
	0,14
	0,043
	
	Amarelo
	0,14
	0,041
	
	Verde
	0,14
	0,037
	
	Azul
	0,14
	0,033
	
	Violeta
	0,14
	0,031
	
Tabela. 4-7 de dados para o experimento de determinação do comprimento de onda da luz
13. Qual a radiação que tem maior comprimento de onda? 	
14. Qual a radiação que tem maior frequência? 	
15. Qual radiação sofre interferência construtiva mais afastada da raia central?
16. Tabela de cores e comprimentos de onda:
	COR
	VERMELHO
	LARANJA
	AMARELO
	VERDE
	AZUL
	VIOLETA
	(nm)
	620-760
	585-620
	550-585
	510-550
	450-510
	380 - 450
17. Os resultados encontrados foram os esperados, comparando com a faixa da Tabela acima?Comente 	
Determinação dos comprimentos de ondas para cada cor da dispersão da luz.
Meça a distancia do zero até centro de cada cor no espectro e anote na tabela. 4-7
	
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4.3.2 Polarização da Luz – Experiência 13
MATERIAL UTILIZADO:
1 - Uma Fonte de luz branca 12V – 21W, chave liga-desliga, alimentação bivolt e sistema de posicionamento do filamento; base metálica 8 x 70 x 3cm com duas mantas magnéticas e escala lateral de 700mm;
2 - uma lente de vidro convergente plano-convexa com Ø = 60mm, DF = 120mm, em moldura plástica com fixação magnética;
3 - 4 cavaleiros metálicos;
4 - um diafragma com uma fenda;
5 - um anteparo para projeção com fixador magnético;
6 - dois polaroides em moldura plástica com fixação magnética.
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL – 13 Polarização da Luz
1. Montar o equipamento conforme foto abaixo (Fig.4-14).
2. Colocar sobre a base metálica um cavaleiro metálico com lente convergente de distância focal 12cm e fixar no cavaleiro o diafragma com uma fenda;
3. Colocar na extremidade da base metálica um anteparo para projeção e ligar a fonte deluz;
4. Colocar sobre a base metálica, um polaroide fixo no cavaleiro e a 10cm da lente;
5. Ajustar a posição da lente para que a fenda projetada fique bem nítida;
6. Observar a projeção luminosa e colocar sobre a base metálica o segundo polaroide e a10cm do primeiro polaroide;
Figura-4-14 Montagem para o experimento Polarização da Luz - Fonte: Azeheb - Laboratório de Física
1. A projeção luminosa sobre o anteparo de projeção (desapareceu / diminuiu / ou não se alterou)?	;
2. Girar o segundo polaroide sobre o cavaleiro num ângulo de 90° em relação ao primeiro polaroide e observar a projeção;
3. Repetir os procedimentos acima e comentar sobre a polarização da luz.
Experiência 13 Polarização da Luz
Para as epatas do procedimento 3 a 7, abaixo de 1 a 3 veja e análise em cada etapa o comportamento da luz no anteparo
	
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4.3.3 Polarização da Luz por Reflexão – Experiência 14
MATERIAL UTILIZADO:
1 - Uma Fonte de luz branca 12V – 21W, chave liga-desliga, alimentação bivolt e sistema de posicionamento do filamento;
2 – uma lente de vidro convergente plano-convexa com Ø = 60mm, DF = 120mm, em moldura plástica com fixação magnética;
3 - três cavaleiros metálicos;
4 - diafragma com uma fenda;
5 - um disco giratório Ø = 23cm com escala angular e subdivisões de 1°; 6 - um suporte para disco giratório;
7 - um anteparo para projeção com fixador magnético;
8 - um polaroide em moldura plástica com fixação magnética;
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL – 14
Polarização da Luz por Reflexão
1. Montar o equipamento conforme foto abaixo (Fig.4-15).
Figura.4-15 Montagem para o experimento Polarização da Luz por Reflexão Fonte: Azeheb - Laboratórios de Física
Experiência 14
Polarização da Luz por Reflexão
2	Colocar na frente da fonte de luz um cavaleiro metálico com uma lente convergente de distância focal 12cm e o diafragma com uma fenda;
3. Ligar a fonte de luz e ajustar o raio luminoso bem no centro do transferidor;
4. Colocar o semicírculo no disco ótico, conforme foto e ajustá-lo no disco ótico de tal modo que o ângulo de incidência seja igual à 0°, o ângulo de refração também 0°;
5. Fixar em outro cavaleiro metálico, um polaroide e em outro cavaleiro o anteparo de projeção;
6. Girar o disco ótico 20° e observar o raio refletido, colocar na mesma direção do raio refletido o polaroide e projetar o feixe refletido no anteparo a 10cm do polaroide;
Experiência 14
Polarização da Luz por Reflexão
7. Colocar na frente da fonte de luz um cavaleiro metálico com uma lenteconvergente de distância focal 12cm e o diafragma com uma fenda;
8. Com a fonte de luz já ligada ajustar o raio luminoso bem no centro do transferidor;
9. Colocar o semicírculo no disco ótico, conforme foto e ajustá-lo no disco ótico de tal modo que o ângulo de incidência seja igual à 0°, o ângulo de refração também 0°;
10. Fixar em outro cavaleiro metálico, um polaroide e em outro cavaleiro o anteparo de projeção;
11. Girar o disco ótico 20° e observar o raio refletido, colocar na mesma direção do raio refletido o polaroide e projetar o feixe refletido no anteparo a 10 cm do polaroide;
12. Girar o polaroide de 90° e observar a projeção do feixe luminoso e retornar o polaroide para a mesma posição;
13. Girar o disco ótico para 40° e observar o raio refletido, reposicionar, o conjunto polaroide e anteparo de projeção;
14. Girar o polaroide de 90° e observar a projeção do feixe luminoso, e retornar o polaroide para a mesma posição;
15. Repetir esses procedimentos para os ângulos entre 50° e 60°, encontrar um ângulo de reflexão de tal modo que girando o polaroide a projeção desapareça;
Imagem para ajustar incidencia zero refração zero
Ajuste o angulo de incidencia para observa o angulo de Brewster Aqui incidencia 550 reflexão 550refração 350
Lei de Brewster
Após realização da experiência temos:
16. Medir o ângulo α de incidência que tem a luz polarizada:	θB = 55° (simulado)
17. Medir o ângulo entre o raio refletido e o raio refratado.
18. Qual a direção de polarização? Comente sua resposta.
 (
19.1E9n.
 
contrar
 
a
 
tangente
 
do
 
ângulo
: tg
 
θ
B=
.
)
20. Comprar esse valor com o índice de refração do material (acrílico) encontrado no experimento anterior: n = 1,50.
21. Admitindo uma tolerância de erro 5%, podemos considerar que a tangente do ângulo de Brewster θB é igual ao índice de refração do material? Comente a resposta.
	
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RELATÓRIO DE DIFRAÇÃO - ÓPTICA FÍSICA INSTRUÇÕES PARA OS RELATÓRIOS DA UNIDADE I
Nesta seção, explicaremos como deverão ser confeccionados os relatórios referentes à Unidade I do curso.
Serão cobrados três relatórios nesta Unidade. Abaixo, listamos os temas de cada relatório, conteúdo geral e questões relevantes que cada um deve conter. Lembramos que o aluno poderá incluir informações não contidas neste guia, e essa atividade adicional será recompensada no momento da avaliação do relatório.
i. Relatório 1: Reflexão da luz;
O relatório deverá conter:
1. Uma capa e estrutura.
2. 	Introdução breve sobre o tema reflexão da luz. Esta introdução deverá conter um pouco sobre as leis da reflexão, e os objetivos esperados para os experimentos;
3. Material utilizado. Não é necessário listar o material separadamente para cada experimento. Pode haver apenas 1 lista de material abrangendo os 5 experimentos de reflexão;
4. Procedimentos experimentais. Esta seção deverá ser bem resumida, quando comparada com os procedimentos desta apostila. O aluno deverá descrever os procedimentos dando ênfase aos tópicos que julgar importante para o entendimento do experimento. Por exemplo: No experimento: As leis da Reflexão: Espelhos Planos, os procedimentos 1 a 3 podem ser substituídos por - Montamos o experimento conforme a Fig.4-1 da apostila.
5. Lembre-se que nesta seção, cada experimento deverá conter seus próprios procedimentos experimentais.
6. Resultados e discussões. Nesta parte, são apresentados os resultados paracada experimento e são discutidas as questões contidas nos procedimentos da apostila.
7. Conclusões. Cada experimento contém conclusões específicas. Tambémpoderá existir uma conclusão geral, além das conclusõesespecíficas.
8. Críticas e sugestões.
9. Referências.
· Relatório 2: Refração da luz;
· Uma capa e estrutura.
· Introdução breve sobre o tema refração da luz. Esta introdução deverá conter um pouco sobre as leis da refração, e os objetivos esperados para os experimentos;
· Material utilizado. Não é necessário listar o material separadamente para cada experimento. Pode haver apenas uma lista de material abrangendo os cinco experimentos de refração;
· Procedimentos experimentais. Esta seção deverá ser bem resumida, quando comparada com os procedimentos desta apostila. O aluno deverá descrever os procedimentos dando ênfase aos tópicos que julgar importante para o entendimento do experimento.
· Lembre-se que nesta seção, cada experimento deverá conter seus próprios procedimentos experimentais.
· Resultados e discussões. Nesta parte, são apresentados os resultados paracada experimento e são discutidas as questões contidas nos procedimentos da apostila.
· Conclusões. Cada experimento contém conclusões específicas. Tambémpoderá existir uma conclusão geral, além das conclusões específicas.
· Críticas e sugestões.
· Referências
· Relatório 3: Interferência, difração e polarização da luz;
Esse relatório segue o padrão dos relatórios de 1 e 2, lembrando que o tema principal agora é interferência, difração e polarização da luz.
Nota: As provas são baseadas nos relatórios e nas discussões em aula síncrona. Portanto, é aconselhado que o aluno tire cópia do relatório antes de entregá-lo, a fim de estudar para a prova usando também os relatórios.