RELATORIO DE FEII 3

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE –PB 
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA – CCT 
UNIDADE ACADÊMICA DE FÍSICA 
CURSO: METEOROLOGIA 
DISCIPLINA: FÍSICA EXPERIMENTAL II 
PROFESSOR: WILSON CURI 
NOME: JOSÉ VIEIRA NETO 
MATRÍCULA: 115111657 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO 3 : INTERFERÊNCIA, DIFRAÇÃO 
E POLARIZAÇÃO DA LUZ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAMPINA GRANDE, 29 DE FEVEREIRO DE 2016 
1. OBJETIVOS 
 
1.1 Objetivo Geral 
 
Ao concluirmos este experimento, deveremos ser capazes de: 
 
 Conceituar a Polarização da Luz; 
 Determinar a polarização da luz através de uma rede difratora; 
 Determinar a polarização da luz através através de equipamentos 
denominados polaroides ou polarímetros; 
 Calcular o comprimento de onda para cada faixa do espectro visível da 
luz; 
 Conceituar Polarização da Luz por Reflexão. 
 
 
2. MATERIAL NECESSÁRIO 
 
 2 polaroides em moldura plástica com fixação magnética; 
 5 cavaleiros metálicos; 
 Alimentação bivolt e sistema de posicionamento do filamento; 
 Anteparo para projeção com fixador magnético; 
 Base metálica 8x70x3 cm com duas mantas magnéticas e escala lateral 
de 700 mm; 
 Chave liga-desliga; 
 Diafragma com uma fenda; 
 Disco giratório 23 cm com escala angular e subdivisões de 1º; 
 Fonte de luz branca 12V – 21W; 
 Lente de vidro biconvexa 50 mm, DF 100 mm, em moldura plástica com 
fixação magnética; 
 Lente de vidro convergente biconvexa com 50 mm, DF 50 mm, em 
moldura com fixação magnética; 
 Lente de vidro convergente plano-convexa com 60 mm, DF 120 mm, em 
moldura plástica com fixação magnética; 
 Rede de difração 1000 fendas/mm, em moldura plástica com fixação 
magnética; 
 Régua milimetrada – 150 mm O + 150 mm; 
 Suporte para disco giratório. 
 
3. INTRODUÇÃO TEÓRICA 
 
 A Difração é um fenômeno que ocorre com as ondas quando elas passam 
por um orifício ou contornam um objeto cuja dimensão é da mesma ordem de 
grandeza (ou seja, os seus valores são aproximados, tais como o 8 e o 10) que 
o seu comprimento de onda. 
 Como este desvio na trajetória da onda, causado pela difração, depende 
diretamente do comprimento de onda, este fenômeno é usado para dividir, em 
seus componentes, ondas vindas de fontes que produzem vários comprimentos 
de onda. 
 Para a luz visível, usa-se uma rede de difração, formada por uma superfície 
refletiva ou transparente em que se marcam vários sulcos, bem próximos uns 
dos outros (décimos ou centésimos de milímetro, pois o comprimento de onda 
da luz é da ordem de 5.10−7m - o metro dividido em 10 milhões de partes). 
Exemplos destas redes e suas propriedades: quando se olha um tecido de trama 
fina contra uma lâmpada distante, quando olhamos o reflexo num CD ou quando 
olhamos a Lua através de uma nuvem, vemos faixas ou halos coloridos, devido 
à difração da luz por pequenos obstáculos (a trama, os sulcos do CD ou as 
gotículas de água na nuvem). A difração acontece facilmente nas ondas sonoras, 
pois são ondas com comprimento de onda grande (variam de 2 cm a 20m). 
Conseguimos ouvir alguém falar mesmo que não possamos ver a pessoa, pois 
as ondas sonoras contornam as superfícies. 
Toda luz que se reflete em uma superfície plana é ao menos parcialmente 
polarizada. Você pode pegar o filtro polarizador e segurá-lo em um ângulo de 90 
graus em relação à reflexão, e essa será reduzida ou eliminada. Filtros 
polarizadores removem luz polarizada a 90 graus do filtro. É por isso que você 
pode pegar dois polarizadores e posicioná-los um a um ângulo de 90 graus do 
outro e nenhuma luz atravessará. 
 
A luz pode ser espessa ou ate institucionada com a tela polarizada pode 
ser observada ao seu redor se você sabe o que ela é e o que procurar. (as lentes 
de óculos de sol Polaroid funcionarão para demonstrar). Enquanto estiver 
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ondas
http://pt.wikipedia.org/wiki/Comprimento_de_onda
http://pt.wikipedia.org/wiki/Trajet%C3%B3ria
http://pt.wikipedia.org/wiki/Onda
http://pt.wikipedia.org/wiki/Comprimento_de_onda
http://pt.wikipedia.org/wiki/Luz
http://pt.wikipedia.org/wiki/Metro
http://pt.wikipedia.org/wiki/CD
http://pt.wikipedia.org/wiki/Lua
http://pt.wikipedia.org/wiki/Trama
olhando através do filtro, gire-o, e se houver presença de luz polarizada linear ou 
elíptica o grau de iluminação mudará. 
Polarização por espalhamento é observada quando a luz passa através 
da atmosfera. A luz dispersa frequentemente produz brilho nos céus. Fotógrafos 
sabem que esta polarização parcial da luz dispersa produz um céu 'washed-out'. 
Um fenômeno fácil para primeira observação é olhar, ao pôr do sol, para o 
horizonte a um ângulo de 90 graus do pôr do sol. 
 
Outro efeito facilmente observado é a drástica redução de brilho de 
imagens do céu e nuvens refletidas em superfícies horizontais, que é a razão 
pela qual frequentemente se usa lentes polaroide em óculos de sol. Também 
frequentemente visível através de óculos de sol polarizantes são padrões em 
forma de arco-íris gerados por efeitos birrefringentes dependentes da cor, como 
por exemplo, em vidros enrijecidos (vidros de carros) ou objetos compostos por 
plástico transparente. A função da polarização em monitores de cristal líquido 
(LCDs) é constantemente observada através de óculos de sol, o que causa uma 
redução no contraste ou até mesmo torna o conteúdo mostrado ilegível através 
dos mesmos. 
 
 
4. METODOLOGIA 
 
DETERMINAÇÃO DO COMPRIMENTO DE ONDA DA LUZ 
 
 Montou-se o equipamento conforme a ilustração 4-13 da apostila. Em 
frente à fonte luminosa e a 4 cm, foi colocada uma lente convergente de distância 
focal 5 cm, lente essa utilizada para iluminar a fenda. Na frente da lente foi 
colocado o diafragma com uma fenda, e mais a frente uma lente convergente de 
distância focal 10 cm para que a fenda projetada ficasse bem nítida. Na frente 
da lente foi colocada uma rede de difração, que foi ajustada para que o espectro 
também ficasse bem nítido. O anteparo foi colocado a 14 cm da rede de difração. 
A distância do centro de cada cor até o centro da fenda projetada foi aferida e os 
dados obtidos foram anotados em uma tabela. 
 
POLARIZAÇÃO DA LUZ 
 
 A montagem do equipamento foi feita conforme a figura 4-14 da apostila. 
Sobre a base metálica, em um mesmo cavaleiro metálico foi colocada uma lente 
convergente de distância focal 12 cm e o diafragma com uma fenda. Ainda sobre 
a base metálica foi colocado o anteparo para projeção e a fonte de luz foi ligada. 
A 10 cm de distância da lente foi colocado um polaroide fixo no cavaleiro e a 10 
cm do primeiro polaroide foi colocado o outro polaroide, sempre ajustando a lente 
para que a imagem ficasse bem nítida. 
 
POLARIZAÇÃO DA LUZ POR REFLEXÃO 
 
 O equipamento foi montado de acordo com a figura 4-15 da apostila. 
colocou-se na frente da fonte de luz um cavaleiro metálico com uma lente 
convergente de distância focal 12 cm e também um diafragma de uma fenda. 
Ligou-se a fonte de luz e ajustou-se o raio luminoso no centro do transferidor. 
Colocou-se o semicírculo de acrílico 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 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 10 cm 
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 um ângulo no qual a luz fosse polarizada 
e não fosse mais projetada no anteparo. 
 
 
5. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
DETERMINAÇÃO DO COMPRIMENTO DE ONDA DA LUZ 
 
 Calculou-se a constante de rede de difração que tem 1000 linhas por 
milímetro: 
1
nº de linhas/mm
D 
 
 
D = 1/(1000/10-3m) D = 1000 x 103 D = 10-3/500 D = 0,000001 m 
D = 10-6 D = 0,001 x 10-9 m D = 0,001 nm
 
 O comprimento de onda λ de cada tipo de radiação observada é calculado 
através de: 
² ²
DX
a X
 

 
Cor a (m) X (m) λ (nm) 
Vermelho 0,140 0,0115 634,7 
Laranja 0,140 0,0106 603,6 
Amarelo 0,140 0,0102 588,9 
Verde 0,140 0,0087 527,8 
Azul 0,140 0,0073 462,3 
Violeta 0,140 0,0070 447,2 
Tabela 1 - Relaciona os valores de a e X a fim de determinar o comprimento 
de onda de cada radiação observada. 
 
 Percebe-se que a radiação que tem maior comprimento de onda é o 
vermelho, e a que tem maior frequência é o violeta, já que a frequência é 
inversamente proporcional ao comprimento de onda e ao período. 
 
 
 
 Comparando os resultados obtidos na Tabela I para λ e a tabela acima, 
percebe-se que os resultados foram condizentes para cada faixa do espectro 
visível da luz, exceto a luz amarela que obteve 3,9 nm a mais da faixa do 
espectro visível. 
POLARIZAÇÃO DA LUZ 
 
 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. 
 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. 
POLARIZAÇÃO DA LUZ POR REFLEXÃO 
 
 Durante os procedimentos experimentais, percebeu-se que a partir de um 
ângulo de 50º, a 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 
próximo a 53º, denominado ângulo de Brewster. 
 Também foi medido o ângulo entre o raio refletido e o raio refratado, 
resultando em 90º. 
 A direção de polarização é horizontal, já que para determinação do ângulo 
de Brewster, movimentou-se horizontalmente o anteparo. 
 É possível encontrar a tangente do ângulo de Brewster através da lei de 
Snell-Descartes: 
1 1 2 2n sen n sen   
Assim, 
1 2 (90º )B Bn sen n sen   
Aplicando a seguinte identidade trigonométrica: 
( ) cos cossen sen sen       
Tem-se, 
 1 2
1 2
2
1
2
1
90º cos cos90º
cos
cos
B B B
B B
B
B
B
n sen n sen sen
n sen n
sen n
n
n
tg
n
    
  



 
 
Calculando, 
tg ΘB = tg53,5 = 1,351 
O valor do índice de refração encontrado para o acrílico em experimento 
passado foi de 1,68. Calculando o erro percentual: 
E% = |Vteórico – Vexperimental|/Vteórivo x 100 = 
|1,68 – 1,351|/1,68 x 100 = 19,58% 
 
Porém, apesar do pequeno erro, podemos considerar que a tangente do 
ângulo de Brewster é igual ao índice de refração do material, já que o valor de 
n1 o valor do índice de refração do ar, o qual assume valor unitário. 
6. CONCLUSÃO 
 
 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. Foi observado o mesmo fenômeno através 
de equipamentos denominados polaroides ou polarímetros, fabricados para 
polarizar uma determinação direção de propagação da luz. Os resultados 
esperados foram obtidos quando da utilização dos mesmos. E, através de leis 
matemáticas simples, encontrou-se um determinado valor para o índice de 
refração do acrílico, com boa aproximação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 HALLIDAY, David, 1916 – Fundamentos de Física, volume 4: óptica e 
física moderna / Halliday, Resnick, Jearl Walker; tradução e revisão 
técnica Ronaldo Sérgio de Biasi. – Rio de Janeiro: LTC, 2009. 
 SAMPAIO, José Luiz, Física: volume único / José Luiz Sampaio, Caio 
Sérgio Calçada. – 2. ed. – São Paulo: Atual, 2005. 
 Apostila de Física Experimental II.