relatorio 6

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BRUNO ZANELLA MACIEL DOMINGOS (120037036)
GABRIEL PEREIRA GARCIA (117040053)
IGOR RIBEIRO DA COSTA CARDOSO (218041076)
PEDRO DOS SANTOS BIZZO (118040053)
RELATÓRIO VI
INTERFERÊNCIA E DIFRAÇÃO
FÍSICA EXPERIMENTAL III
TURMA: AB
DOCENTE: JESUS LUBIAN RIOS
Niterói - RJ
2020
Luigi
Nota
Nota 9.4 de 10.0 pontos.
BRUNO ZANELLA MACIEL DOMINGOS
GABRIEL PEREIRA GARCIA
IGOR RIBEIRO DA COSTA CARDOSO
PEDRO DOS SANTOS BIZZO
INTERFERÊNCIA E DIFRAÇÃO
Relatório VI avaliativo apresentado como requisito
parcial para a obtenção de nota. Data de entrega 6 de
maio de 2020.
Niterói - RJ
2020
SUMÁRIO
1 - PROPOSTA 3
2 - INTRODUÇÃO 4
3 - METODOLOGIA E DESCRIÇÃO DO APARATO EXPERIMENTAL 5
3.1 - OBJETIVO E MATERIAIS 5
3.2 - DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES 5
4 - ANÁLISE DE DADOS 5
4.1 - ENCONTRADO MEDIDAS DE FENDA SIMPLES E DUPLA 6
4.2 - COMPRIMENTO DE ONDA E VELOCIDADE 8
4.3 - COMPARANDO VALORES 8
4.4 - PADRÃO DE INTERFERÊNCIA DE FENDA DUPLA 10
5 - CONCLUSÃO 11
REFERÊNCIAS 12
1 - PROPOSTA
Para determinar a distância entre duas fendas iremos utilizar do experimento
e fórmula idealizado por Thomas Young em 1802, quando realizou um importante
experimento para a teoria ondulatória, no qual foram usados três anteparos. No
primeiro, havia um pequeno orifício em que ocorria a primeira difração da luz
proveniente de uma fonte monocromática.
O orifício único no primeiro anteparo fazia a luz atingir os orifícios do segundo
anteparo em fase, transformando-os em “fontes” coerentes, já que pertenciam a uma
mesma fonte original de onda. No segundo anteparo havia dois orifícios colocados
lado a lado, nos quais aconteciam novas difrações com a luz já difratada no primeiro
orifício.
No último anteparo eram projetadas as manchas de interferência e podiam
ser observados máximos (regiões mais bem iluminadas) e mínimos (regiões mal
iluminadas) de intensidade. Quando os orifícios eram substituídos por estreitas
fendas, essas manchas tornavam-se franjas de interferência, que eram mais bem
visualizadas.
Esse experimento permitiu que Young entendesse melhor a difração e a
interferência, interpretando a simetria das franjas e a variação da intensidade da luz
nelas obtida. Sendo assim:
- as franjas claras correspondem a regiões de interferência construtiva.
- as franjas escuras correspondem a regiões de interferência destrutiva.
Para a interferência obtida com a luz de uma dada cor, pode-se demonstrar
que a separação Δy de duas linhas nodais (ou ventrais) adjacentes está relacionada
ao comprimento de onda, λ, por meio da equação:
Para o tamanhos das fendas usaremos a seguinte equação:
SEN(°) = comprimento x LAMBIDA / tamanho da fenda
onde:
comprimento é a distância do anteparo a fenda,
ângulo é entre o mínimo (ponto preto ) e a linha imaginária que passa pelo
centro da fenda e o centro do anteparo.
lambida é o comprimento de onda da luz.
2 - INTRODUÇÃO
Nos dias atuais pode-se se realizar estudos direto com o fenômeno da
difração, antes seus estudos foram baseados na curiosidade sobre o
comportamento ondulatória da luz.
Os efeitos da difração da luz foram primeiramente analisados e descritos pelo
padre jesuíta e o cientista italiano Francesco Maria Grimaldi, que cunhou o termo
"difração" (do latim diffringere, 'quebrar em pedaços'), referindo-se à luz
quebrando-se em diferentes direções.
Seu conceito de luz era essencialmente ondulatório e explicou a difração da
luz análogamente à difração de ondas na água, em que as ondas do mar quebram
seu movimento regular ao encontrar um barco ancorado. Determinou também uma
relação entre a densidade do meio onde a luz propaga-se e a sua velocidade.
No século XVII, dois pensamentos científicos distintos: a teoria corpuscular da
luz, defendida por Isaac Newton; e a teoria ondulatória da luz, defendida por
Christiaan Huygens. Newton como o mais coerente por sua explicação sobre as
cores e por causa de sua fama devido às suas outras realizações, ainda que a teoria
ondulatória de Huygens não tenha caído no esquecimento. Após 123 anos, Thomas
Young questionou várias afirmações da teoria corpuscular.
As afirmações de Newton não explicavam por que a luz tinha a mesma
velocidade mesmo sendo emitida por corpos diferentes e por que certos corpúsculos
eram refletidos e outros refratados. Para ele, considerar a luz uma onda explicaria
bem melhor esses fenômenos: as ondas luminosas poderiam, assim como as ondas
do mar, anular-se umas às outras ou intensificar-se. Young utilizou desses conceitos
para explicar a interferência (através do experimento da dupla fenda) e os “anéis de
Newton” tão conhecidos. Young não conseguir explicar de forma coesa suas ideias,
gerando um campo a ser estudado com mais ênfase para poder se definir melhor
suas propriedades e particularidades.
3 - METODOLOGIA E DESCRIÇÃO DO APARATO EXPERIMENTAL
3.1 - OBJETIVO E MATERIAIS
Objetivos:
Materiais: Simulador PhET Colorado: Controles disponíveis na Tela Fendas.
Ferramentas contidas no simulador: Gerador de ondas, cronômetro, fita
métrica.
3.2 - DESCRIÇÃO DAS ATIVIDADES
Foi aberto o simulador, e em seguida dentro do programa
selecionamos fendas, depois em gerador de luz, depois em tela e logo em
seguida em intensidade, será usando também medidor de campo eletrônico,
trena, cronômetro. A aba de fendas será escolhida e modificada de acordo
com as necessidades dos experimentos com 1 fenda ou 2 fendas. Duraremos
também suas distâncias em relação às fenda(s) e suas abertura(s).
4 - ANÁLISE DE DADOS
Enunciados fornecidos pela apostila.
Luigi
Nota
Nota 2.0 de 2.0 
4.1 - ENCONTRADO MEDIDAS DE FENDA SIMPLES E DUPLA
Para medir a largura de uma fenda simples iremos utilizar a fórmula
abaixo:
Pode-se utilizar a trigonometria:
Isolando a incógnita a temos:
Substituindo pelas equações anteriores podemos encontrar a equação
correspondente a largura da fenda simples.
Para a distância entre duas fendas temos:
Para isso iremos isolar a incógnita de tendo assim
Tendo θ iremos calcular senθ substituindo na equação abaixo.
Luigi
Nota
Nota 1.0 de 1.0
4.2 - COMPRIMENTO DE ONDA E VELOCIDADE
Quando a luz é emitida podemos medir utilizando a distância de uma crista
comparada a outra, logo em sequência. Dessa forma pode-se medir o comprimento
de onda no simulador.
Para a velocidade é bem mais simples pode-se utilizar a fórmula abaixo para
isso:
A distância será medida com a trena e o tempo será medido com o
cronômetro. Tendo a incerteza do tempo no valor de 10^15 e a incerteza da distância
10^−11 metros. Escolhemos as cores do centro sendo verde e azul.
Sabendo que a velocidade da luz no vácuo é de 299.792.458 m/s. Temos
uma diferença percentual de 2,46%.
4.3 - COMPARANDO VALORES
Vamos precisar utilizar algumas ferramentas do simulador nesse caso a trena
para medir a distância entre os mínimos, o comprimento de onda e a distância entre
a fenda e a tela do anteparo. Utilizando a fórmula abaixo:
Luigi
Nota
Nota 2.0 de 2.0 pontos.
Com os dados coletados na imagem a seguir:
Com isso teremos valor da fenda de aproximadamente:
4.4 - PADRÃO DE INTERFERÊNCIA DE FENDA DUPLA
Na imagem abaixo pode-se ver os valores nominais escolhidos para as duas
fendas e a distância entre os mínimos.
Com isso iremos calcular o valor da fenda de separação:
Luigi
Nota
Faltou colocar a unidade de medida aqui.
Nota 1.9 de 2.0 pontos.
Utilizando a fórmula acima com valores de L=2448,3; Dmin=1020,2;
λ=500; m=1. Iremos encontrar um valor de:
Sabendo que o valor buscado era de 1400 nm percebe-se um distúrbio
grave de aproximadamente 162,64% maior.
5 - CONCLUSÃO
Ao longo do trabalho foi visto experimentos sendo realizados com fendas
simples e fendas duplas. A grande maioria dos resultados saiu como o esperado,
houve um com uma discrepância não esperada, cerca de 162,64% maior. Talvez
devido a incerteza do gráfico de intensidade ou a falta de um espaço amostra maior
no item 4.4 tenha provocado essa discrepância. Porém não se pode afirmar com
certezasobre tais possibilidades. Entretanto, em um olhar geral foi atingido os
objetivos propostos por esses experimentos.
Luigi
Nota
Nota 1.0 de 1.0 ponto.
Luigi
Nota
Mas porque deu esse erro??

Nota 1.5 de 2.0 pontos.
REFERÊNCIAS
https://pt.khanacademy.org/science/physics/geometric-optics
KNIGHT, Randall D.. Física: uma abordagem estratégica: termodinâmica, óptica. 2. ed.
Porto Alegre: Bookman, 2009. v. 2, 703-713 p.
https://pt.wikipedia.org/wiki/Refra%C3%A7%C3%A3o
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Snell
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/experimento-das-duas-fendas.htm
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Snell