Logo Passei Direto
Buscar

RELATORIO ATIVIDADE PRATICA 3231402

Ferramentas de estudo

Questões resolvidas

Material
páginas com resultados encontrados.
páginas com resultados encontrados.
left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Crie sua conta grátis para liberar esse material. 🤩

Já tem uma conta?

Ao continuar, você aceita os Termos de Uso e Política de Privacidade

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Crie sua conta grátis para liberar esse material. 🤩

Já tem uma conta?

Ao continuar, você aceita os Termos de Uso e Política de Privacidade

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Crie sua conta grátis para liberar esse material. 🤩

Já tem uma conta?

Ao continuar, você aceita os Termos de Uso e Política de Privacidade

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Crie sua conta grátis para liberar esse material. 🤩

Já tem uma conta?

Ao continuar, você aceita os Termos de Uso e Política de Privacidade

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Crie sua conta grátis para liberar esse material. 🤩

Já tem uma conta?

Ao continuar, você aceita os Termos de Uso e Política de Privacidade

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Crie sua conta grátis para liberar esse material. 🤩

Já tem uma conta?

Ao continuar, você aceita os Termos de Uso e Política de Privacidade

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Crie sua conta grátis para liberar esse material. 🤩

Já tem uma conta?

Ao continuar, você aceita os Termos de Uso e Política de Privacidade

left-side-bubbles-backgroundright-side-bubbles-background

Crie sua conta grátis para liberar esse material. 🤩

Já tem uma conta?

Ao continuar, você aceita os Termos de Uso e Política de Privacidade

Questões resolvidas

Prévia do material em texto

1 
Difração e interferência em fendas duplas - Simulador Algetec 
 
Fabio Jose Zimmermann RU 3231402 
Centro Universitário Uninter 
Rua Argentina, 1000 – CEP: 85884 - 000 – Medianeira – Paraná - Brasil 
e-mail: fabio_josezimmermann@hotmail.com 
 
Resumo. Nesta atividade iremos utilizar de forma prática os conceitos da disciplina, mais especifi-
camente a teoria envolvida na difração e interferência da luz. Estudar o fenômeno da difração utilizando 
um laser, fio de cabelo e fendas duplas de diferentes tamanhos. Verificar os padrões de interferência e 
difração produzidos pelo fio de cabelo e por diferentes fendas duplas. 
 
Introdução 
A difração é a capacidade das ondas de 
contornar obstáculos. 
Quando uma onda encontra um obstáculo 
que possui uma abertura de dimensões comparáveis 
ao comprimento de onda, a parte da onda que passa 
pela abertura se alarga (é difratada) na região que 
fica do outro lado do obstáculo. Esse alargamento 
acontece de acordo com o princípio de Huygens. 
A difração constitui uma limitação para a 
ótica geométrica, na qual as ondas eletromagnéticas 
são representadas por raios. Quando tentamos 
formar um raio fazendo passar a luz por uma fenda 
estreita ou por uma série de fendas estreitas, a 
difração frustra nossos esforços, fazendo a luz se 
espalhar. 
Já a interferência de ondas é o fenômeno 
que ocorre em virtude do encontro simultâneo de 
duas ondas que se propagam no mesmo meio. Sendo 
assim, podemos dizer que quando duas ou mais 
ondas chegam ao mesmo tempo a um ponto em 
comum de um meio, ocorre o fenômeno 
da interferência, ou seja, as ondas se superpõem 
naquele ponto, originando um efeito que é o 
resultado da soma algébrica das amplitudes de todas 
as perturbações no local de superposição. Seu 
entendimento só foi possível com a formulação 
do Princípio da Superposição, por Thomas Young. 
 
Procedimento Experimental 
 
Verificando a distância entre as franjas 
 
Espessura do fio de cabelo “a” a = 60 𝝁𝒎. 
A fenda está a 300 milímetros de distância do 
anteparo. 
distmín (-3/0) = y-3 = 8,6 mm 
distmín (-2/0) = y-2 = 5,2 mm 
distmín (-1/0) = y-1 = 1,6 mm 
distmín ( 0/1) = y1 = 1,6 mm 
distmín ( 0/2) = y2 = 5,2 mm 
distmín (0/3) = y3 = 8,6 mm 
 
 
 
 
 
 
Determinando o comprimento de onda da luz 
vermelha 
 
Figura 1: Feixe luz vermelha 
 
L = 300mm 
a = 60 m 
𝝀 =
𝒂. 𝚫𝒚
𝑳
 
𝝀 =
𝟔𝟎. 𝟏𝟎−𝟔 ∗ 𝟑, 𝟒
𝟑𝟎𝟎
 
𝝀 = 6,8. 𝟏𝟎−𝟕 
𝝀 =
𝟔𝟎. 𝟏𝟎−𝟔 ∗ 𝟑, 𝟔
𝟑𝟎𝟎
 
𝝀 = 7,2. 𝟏𝟎−𝟕 
 
 
Dados do Experimento – Laser Vermelho 
Franjas 𝚫𝒚 (mm) Comprimento de 
Onda 𝜆 
(y-3 – y-
2) 
8,6-
5,2=3,4 
6,8. 𝟏𝟎−𝟕 
(y-2 – y-
1) 
5,2-
1,6=3,6 
7,2. 𝟏𝟎−𝟕 
(y2 – y1) 5,2-
1,6=3,6 
7,2. 𝟏𝟎−𝟕 
 2 
(y3 – y2) 8,6-
5,2=3,4 
6,8. 𝟏𝟎−𝟕 
Comprimento de 
onda médio 𝜆𝑚 
𝟕. 𝟏𝟎−𝟕 
Você identificou diferentes comprimentos de onda 
para cada franja? Se sim, explique a possível causa 
para esta ocorrência. 
R: Sim. A medida não dá para identificar sé é 
precisa mas no meu experimento deu os mesmos 
valores aparentemente. 
 
 
Figura 2: Feixe luz laranja 
 
Dados do Experimento – Laser Laranja 
Franjas 𝚫𝒚 (mm) Comprimento de 
Onda 𝜆 
(y-3 – y-2) 7,5-4,5=3 6. 𝟏𝟎−𝟕 
(y-2 – y-1) 4,5-
1,4=3,1 
6,2. 𝟏𝟎−𝟕 
(y2 – y1) 4,5-
1,6=2,9 
5,8. 𝟏𝟎−𝟕 
(y3 – y2) 7,6-
4,5=3,1 
6,2. 𝟏𝟎−𝟕 
Comprimento de onda 
médio 𝜆𝑚 
6, 𝟎𝟓. 𝟏𝟎−𝟕 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 3: Feixe luz amarela 
 
Dados do Experimento – Laser amarelo 
Franjas 𝚫𝒚 (mm) Comprimento de 
Onda 𝜆 
(y-3 – y-
2) 
7,2-
4,3=2,9 
5,8. 𝟏𝟎−𝟕 
(y-2 – y-
1) 
4,3-
1,4=2,9 
5,8. 𝟏𝟎−𝟕 
(y2 – y1) 4,4-
1,5=2,9 
5,8. 𝟏𝟎−𝟕 
(y3 – y2) 7,4-4,4=3 𝟔. 𝟏𝟎−𝟕 
Comprimento de 
onda médio 𝜆𝑚 
5,8𝟓. 𝟏𝟎−𝟕 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 3 
 
Figura 4: Feixe luz verde 
Dados do Experimento – Laser verde 
Franjas 𝚫𝒚 (mm) Comprimento de 
Onda 𝜆 
(y-3 – y-2) 6,9-
4,1=2,8 
5,8. 𝟏𝟎−𝟕 
(y-2 – y-1) 4,1-
1,4=2,7 
5,4. 𝟏𝟎−𝟕 
(y2 – y1) 4,2-
1,4=2,8 
5,8. 𝟏𝟎−𝟕 
(y3 – y2) 7-4,2=2,8 5,8. 𝟏𝟎−𝟕 
Comprimento de onda 
médio 𝜆𝑚 
5,7. 𝟏𝟎−𝟕 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5: Feixe luz azul 
Dados do Experimento – Laser azul 
Franjas 𝚫𝒚 (mm) Comprimento de 
Onda 𝜆 
(y-3 – y-2) 6-3,5=2,5 5. 𝟏𝟎−𝟕 
(y-2 – y-1) 3,5-1,1=2,4 𝟒, 𝟖. 𝟏𝟎−𝟕 
(y2 – y1) 3,6-1,2=2,4 𝟒, 𝟖. 𝟏𝟎−𝟕 
(y3 – y2) 6-3,6=2,4 𝟒, 𝟖. 𝟏𝟎−𝟕 
Comprimento de onda 
médio 𝜆𝑚 
𝟒, 𝟖𝟓. 𝟏𝟎−𝟕 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 4 
Fenda dupla I 
 
 L = 320 mm 
 
distmáx (-1/0) = 7,2 mm 
distmáx ( 0/1) = 7,2 mm 
 
Figura 6: Feixe luz vermelha fenda dupla I 
 
distmáx (-1/0) = 6,8 mm 
distmáx ( 0/1) = 6,6 mm 
 
Figura 7: Feixe luz laranja fenda dupla I 
 
Dados do Experimento – Laser Vermelho - 𝜆𝑚 = 
𝟕. 𝟏𝟎−𝟕 
Franjas distmáx Ângulo 𝜃 Distância 
entre fendas 
d (m) 
(-1/0) 7,2 0,02249 𝟑, 𝟏. 𝟏𝟎−𝟓 
( 0/1) 7,2 0,02249 𝟑, 𝟏. 𝟏𝟎−𝟓 
Dados do Experimento – Laser Laranja - 𝜆𝑚 = 
6, 𝟎𝟓. 𝟏𝟎−𝟕 
Franjas distmáx Ângulo 𝜃 Distância 
entre fendas 
d (m) 
(-1/0) 6,8 0,02124 𝟐, 𝟖. 𝟏𝟎−𝟓 
( 0/1) 6,6 0,02062 𝟐, 𝟗. 𝟏𝟎−𝟓 
Dados do Experimento – Laser Amarelo - 𝜆𝑚 = 
5,8𝟓. 𝟏𝟎−𝟕 
Franjas distmáx Ângulo 𝜃 Distância 
entre fendas 
d (m) 
(-1/0) 6,4 0,01999 𝟐, 𝟗. 𝟏𝟎−𝟓 
( 0/1) 6,4 0,01999 𝟐, 𝟗. 𝟏𝟎−𝟓 
Dados do Experimento – Laser Verde - 𝜆𝑚 = 
5,7. 𝟏𝟎−𝟕 
Franjas distmáx Ângulo 𝜃 Distância 
entre fendas 
d (m) 
(-1/0) 6,2 0,01937 𝟐, 𝟗. 𝟏𝟎−𝟓 
( 0/1) 6,2 0,01937 𝟐, 𝟗. 𝟏𝟎−𝟓 
Dados do Experimento – Laser Azul - 𝜆𝑚 = 
𝟒, 𝟖𝟓. 𝟏𝟎−𝟕 
Franjas distmáx Ângulo 𝜃 Distância 
entre fendas 
d (m) 
(-1/0) 5 0,01562 𝟑, 𝟏. 𝟏𝟎−𝟓 
( 0/1) 5,2 0,01624 𝟐, 𝟗. 𝟏𝟎−𝟓 
 dmédio 𝟐, 𝟗𝟓. 𝟏𝟎−𝟓 
 5 
Fenda dupla II 
 
 L = 320 mm 
 
distmáx (-1/0) = 4,2 mm 
distmáx ( 0/1) = 4,4 mm 
 
Figura 6: Feixe luz vermelha fenda dupla I 
 
distmáx (-1/0) = 4 mm 
distmáx ( 0/1) = 3,8 mm 
 
Figura 7: Feixe luz laranja fenda dupla I 
 
Dados do Experimento – Laser Vermelho - 𝜆𝑚 = 
𝟕. 𝟏𝟎−𝟕 
Franjas distmáx Ângulo 𝜃 Distância 
entre fendas 
d (m) 
(-1/0) 4,2 0,01312 𝟓, 𝟑. 𝟏𝟎−𝟓 
( 0/1) 4,4 0,01375 𝟓. 𝟏𝟎−𝟓 
Dados do Experimento – Laser Laranja - 𝜆𝑚 = 
6, 𝟎𝟓. 𝟏𝟎−𝟕 
Franjas distmáx Ângulo 𝜃 Distância 
entre fendas 
d (m) 
(-1/0) 4 0,01249 𝟒, 𝟖. 𝟏𝟎−𝟓 
( 0/1) 3,8 0,01187 𝟓. 𝟏𝟎−𝟓 
Dados do Experimento – Laser Amarelo - 𝜆𝑚 = 
5,8𝟓. 𝟏𝟎−𝟕 
Franjas distmáx Ângulo 𝜃 Distância 
entre fendas 
d (m) 
(-1/0) 3,6 0,01124 𝟓, 𝟐. 𝟏𝟎−𝟓 
( 0/1) 3,8 0,01187 𝟒, 𝟗. 𝟏𝟎−𝟓 
Dados do Experimento – Laser Verde - 𝜆𝑚 = 
5,7. 𝟏𝟎−𝟕 
Franjas distmáx Ângulo 𝜃 Distância 
entre fendas 
d (m) 
(-1/0) 3,5 0,01093 𝟓, 𝟐. 𝟏𝟎−𝟓 
( 0/1) 3,6 0,01125 𝟓. 𝟏𝟎−𝟓 
Dados do Experimento – Laser Azul - 𝜆𝑚 = 
𝟒, 𝟖𝟓. 𝟏𝟎−𝟕 
Franjas distmáx Ângulo 𝜃 Distância 
entre fendas 
d (m) 
(-1/0) 3 0,00937 5,1. 𝟏𝟎−𝟓 
( 0/1) 3 0,00937 𝟓, 𝟏. 𝟏𝟎−𝟓 
 dmédio 𝟓, 𝟎𝟔. 𝟏𝟎−𝟓 
 6 
Fenda dupla III 
 
 L = 320 mm 
 
distmáx (-1/0) = 4,4 mm 
distmáx ( 0/1) = 4,4 mm 
 
Figura 6: Feixe luz vermelha fenda dupla I 
 
distmáx (-1/0) = 4 mm 
distmáx ( 0/1) = 4 mm 
 
Figura 7: Feixe luz laranja fenda dupla I 
 
Dados do Experimento – Laser Vermelho - 𝜆𝑚 = 
𝟕. 𝟏𝟎−𝟕 
Franjas distmáx Ângulo 𝜃 Distância 
entre fendas 
d (m) 
(-1/0) 4,4 0,01374 𝟓. 𝟏𝟎−𝟓 
( 0/1) 4,4 0,01374 𝟓. 𝟏𝟎−𝟓 
Dados do Experimento – Laser Laranja - 𝜆𝑚 = 
6, 𝟎𝟓. 𝟏𝟎−𝟕 
Franjas distmáx Ângulo 𝜃 Distância 
entre fendas 
d (m) 
(-1/0) 4 0,01249 𝟒, 𝟖. 𝟏𝟎−𝟓 
( 0/1) 4 0,01249 𝟒, 𝟖. 𝟏𝟎−𝟓 
Dados do Experimento – Laser Amarelo - 𝜆𝑚 = 
5,8𝟓. 𝟏𝟎−𝟕 
Franjas distmáx Ângulo 𝜃 Distância 
entre fendas 
d (m) 
(-1/0) 3,6 0,01124 𝟓, 𝟐. 𝟏𝟎−𝟓 
( 0/1) 3,8 0,01187 𝟒, 𝟗. 𝟏𝟎−𝟓 
Dados do Experimento –Laser Verde - 𝜆𝑚 = 
5,7. 𝟏𝟎−𝟕 
Franjas distmáx Ângulo 𝜃 Distância 
entre fendas 
d (m) 
(-1/0) 3,5 0,01093 𝟓, 𝟐. 𝟏𝟎−𝟓 
( 0/1) 3,6 0,01124 𝟓. 𝟏𝟎−𝟓 
Dados do Experimento – Laser Azul - 𝜆𝑚 = 
𝟒, 𝟖𝟓. 𝟏𝟎−𝟕 
Franjas distmáx Ângulo 𝜃 Distância 
entre fendas 
d (m) 
(-1/0) 3 0,00937 𝟓, 𝟏. 𝟏𝟎−𝟓 
( 0/1) 3 0,00937 𝟓, 𝟏. 𝟏𝟎−𝟓 
 dmédio 𝟓, 𝟎𝟏. 𝟏𝟎−𝟓 
 7 
1 – Pela observação das figuras de difração e dos 
resultados da tabela de dados, como o espaçamento 
entre as franjas varia com a espessura do fio de 
cabelo? 
R: Quanto menor a espessura do fio cabelo maior é 
o espaçamento entre as franjas. 
2 – Com base na geometria, escreva uma expressão 
para calcular o ângulo 𝜃 formado entre a direção do 
feixe central e a direção de cada mínimo. Estes 
ângulos são calculados considerando que a direção 
do feixe em cada mínimo, a direção do feixe no 
máximo central (distancia L) e a distância dos 
mínimos no anteparo y formam um triangulo 
retângulo. Veja a imagem. 
 
R: 
𝑡𝑔 𝜃 =
𝑦𝑚
𝐿
 
3 – Com base na óptica física, escreva uma 
expressão para calcular o ângulo formado entre a 
direção do feixe central e a direção de cada mínimo 
devido a difração. 
R: 
𝑠𝑒𝑛 𝜃 =
𝑚. 𝜆
𝑎
 
4 – Combine as expressões dos itens anteriores de 
forma a resultar uma equação para o comprimento 
de onda 𝜆 em função da ordem destes mínimos. 
Lembre-se que para ângulos 𝜃 pequenos vale a 
aproximação 𝑠𝑒𝑛𝜃 ≈ 𝜃 ≈ 𝑡𝑎𝑛𝜃. 
R: 
 
𝑚.𝜆
𝑎
=
𝑦𝑚
𝐿
 
𝜆 =
𝑎. 𝑦𝑚
𝑚. 𝐿
 
5 - Qual o comprimento de onda obtido para cada 
cor de laser? 
R: Vermelho = 𝟕. 𝟏𝟎−𝟕 
Laranja = 6, 𝟎𝟓. 𝟏𝟎−𝟕 
Amarelo = 5,8𝟓. 𝟏𝟎−𝟕 
Verde = 5,7. 𝟏𝟎−𝟕 
Azul = 𝟒, 𝟖𝟓. 𝟏𝟎−𝟕 
6 - Foi possível observar o fenômeno da difração? 
Como se poderia explicar o surgimento e o 
posicionamento das franjas claras e escuras? 
R: Sim. A luz ao passar pela fenda sofre 
espalhamento do feixe de luz, as partes mais claras 
tem interferência construtiva e a ausência de luz 
tem interferência destrutiva. 
7 - O tamanho de onda encontrado para cada uma 
das cores de laser está condizente com o esperado 
pela teoria? Verifique na literatura ou na internet o 
comprimento de onda de cada cor. 
R: sim, dentro do esperado. 
 
Difração e Interferência em fenda dupla 
1 – Como padrão de interferência em fenda dupla 
se diferencia do padrão obtido para o fio de cabelo? 
 
 
 
R: Sim 
2 – Com base na geometria, escreva uma equação 
para calcular o ângulo formado entre a direção do 
feixe central e a direção de cada máximo, franjas 
claras. Estes ângulos são calculados considerando 
que a direção do feixe em cada máximo, a direção 
do feixe no máximo central (distância L) e a 
distância y dos máximos no anteparo formando um 
triângulo retângulo. 
R: 
𝑡𝑔 𝜃 =
𝑦𝑚
𝐿
 
3 – Com base na óptica física, escreva uma 
expressão para calcular o ângulo formado entre a 
 8 
direção do feixe central e a direção de cada máximo 
devido a interferência. 
R: 
𝑠𝑒𝑛 𝜃 =
𝑚. 𝜆
𝑑
 
4 – Combine as expressões dos itens anteriores de 
forma a resultar uma equação para distância entre 
as fendas em função da ordem destes máximos. 
Lembre-se que para ângulos 𝜃 pequenos vale a 
aproximação 𝑠𝑒𝑛𝜃 ≈ 𝜃 ≈ 𝑡𝑎𝑛𝜃. 
R: 
𝜆 =
𝑑. 𝑦𝑚
𝑚. 𝐿
 
 
5 – A partir deste resultado calcule a separação da 
fenda dupla I. 
R: 
d1 = 2,95. 10−5 
6 – Considerando a tolerância de 5% entre os 
valores, a largura encontrada da fenda sempre foi a 
mesma ao se variar a cor do laser? Justifique. 
R: Varia conforme a cor do laser. Conforme a cor 
do laser varia a distância entre as franjas. 
7 - Repita os passos anteriores para a fenda dupla II 
e fenda dupla III. Qual o valor da distância entre as 
fendas obtido? 
R: 
d2 = 5,06. 10−5 
d3 = 5,01. 10−5 
 
 
Referências 
Materiais do roteiro de estudo e vídeo aulas do AVA.

Mais conteúdos dessa disciplina