interferencia, difração e polarização - laboem

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA – DEE 
CENTRO DE ENGENHARIA ELÉTRICA E INFORMÁTICA – CEEI 
DISCIPLINA: LAB. DE OPTICA ELETRICIDADE E MAGNETISMO 
 
 
INTERFERÊNCIA, DIFRAÇÃO E POLARIZAÇÃO DA LUZ 
 
 
DOCENTE: PEDRO LUIZ DO NASCIMENTO 
DISCENTE: RAFAELA DA LUZ LINS 
MATRICULA: 123110591 
TURMA: 01 
 
 
CAMPINA GRANDE – PB 
Julho de 2024 
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Sumário 
1.INTRODUÇÃO ......................................................................................................................... 3 
2. MATERIAIS UTILIZADOS .................................................................................................... 3 
3. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS .............................................................................. 4 
3.2 Experimento – Polarização da Luz ................................................................................... 5 
3.3 Experimento – Polarização da luz por reflexão............................................................... 6 
4. ANÁLISES DOS EXPERIMENTOS .................................................................................... 7 
4.1 Experimento - Determinação do comprimento de onda da luz .................................... 7 
4.2 Experimento – Polarização da Luz ................................................................................... 8 
6. Referência bibliográfica ....................................................................................................... 10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1.INTRODUÇÃO 
É possível observar que ao respingar água em alguns pontos de uma 
piscina é possível observar a construção de superposição de ondas, este 
fenômeno é conhecido como interferência, podendo ser classificado como 
construtivo quando a amplitude da onda aumenta ou destrutivo quando a 
amplitude diminui. Tal fenômeno pode ser observado em relação a luz, este é 
verificado quando observamos uma bolha de sabão, ao ver múltiplas cores que 
mudam de posição devido à interferência luminosa. 
Diferentemente, a difração é a capacidade que uma onda tem de 
contornar ou desviar de um obstáculo. Este processo pode ser visto através da 
difração da luz do sol sobre as nuvens, moldando a passagem dos raios 
luminosos. 
Toda onda eletromagnética que oscila na direção perpendicular à 
propagação, inclusive a luz, possui uma propriedade chamada de polarização, 
esta refere-se ao fenômeno quando as vibrações das ondas eletromagnéticas 
são restritas a uma determinada direção ou plano. Isso é utilizado na formação 
de lentes de óculos escuros para não permitir que algumas ondas da luz passem. 
2. MATERIAIS UTILIZADOS 
• Fonte de luz branca 12𝑉 – 21𝑊, chave liga-desliga, alimentação bivolt e 
sistema de posicionamento do filamento; 
• Base metálica 8𝑥7073𝑐𝑚 com duas mantas magnéticas e escala lateral de 
700𝑚𝑚; 
• Diafragma com uma fenda; 
• Lente de vidro convergente biconvexa com ∅ 50 mm, DF 50 mm, em moldura 
plástica com fixação magnética; 
• Lente de vidro biconvexa com ∅ 50 mm, DF 100 mm, em moldura plástica 
com fixação magnética; 
• 05 cavaleiros metálicos; 
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• Rede de difração 500 fendas/mm em moldura plástica com fixação 
magnética; 
• Lente de vidro convergente plano-convexa com ∅ 60 mm, DF 120 mm, em 
moldura plástica com fixação magnética; 
• 02 Polaroides em moldura plástica com fixação magnética; 
• Suporte para disco giratório; 
• Disco giratório ∅ 23 mm com escala angular e subdivisões de 1º; 
• Trena de 2𝑚; 
• Anteparo para projeção com fixador magnético e 
• Régua milimetrada – 150 𝑚𝑚 + 150𝑚𝑚. 
3. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS 
3.1 Experimento - Determinação do comprimento de onda da luz 
Inicialmente montamos o experimento conforme a figura exposta abaixo, 
tendo como fonte a apostila. Em seguida, colocou-se a 4 cm da fonte luminosa 
uma lente convergente de distância focal f = 5cm para que a lente pudesse 
iluminar a fenda também utilizada no experimento. Utilizou-se uma lente 
convergente de distância focal f = 10cm para projetar a fenda no anteparo. A 
rede de difração foi posta na frente da lente e ajustada para que ficasse a uma 
distância de 14cm do anteparo de projeção. 
 
Figura 1 - Montagem do experimento 1 
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Após os ajustes feitos, mediu-se a distância do centro de cada cor até o 
centro da fenda projetada, as medições estão na tabela I. 
Medimos as distâncias 𝑋 e 𝑎 para a radiação vermelha, obtendo os 
valores de 𝑋 = 4,8cm e 𝑎 = 14cm. Além disso, calculamos a constante da rede 
de difração que tem 100 linhas por milímetro e foi obtido o valor de D = 200nm 
(10-9 m). 
Com ajuda da fórmula, medimos o comprimento de onda λ da radiação 
vermelha: 
λ =
𝐷𝑋
√(𝑎2+ 𝑋2)
 = λ =
2000 𝑋 4,8
√(142+ 4,82)
= 649 
Assim, foi obtido o comprimento de onda (λ) da radiação vermelha 
λ = 649 𝑥 10−9𝑛𝑚. 
Continuando o processo para as demais cores, obtemos a tabela I. 
Cor a (m) X (m) λ (10-9 m) 
Vermelho 0,14 0,048 649 
Laranja 0,14 0,045 610 
Amarelo 0,14 0,041 562 
Verde 0,14 0,039 536 
Azul 0,14 0,036 498 
Violeta 0,14 0,033 458 
Tabela i - Tabela de dados para o experimento de determinação do comprimento de onda da luz 
3.2 Experimento – Polarização da Luz 
A princípio, montamos o equipamento conforme a figura apresentada 
abaixo, tendo como fonte a apostila, e foi realizado devidos ajustes iniciais para 
o desenvolvimento do experimento. 
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Figura 2 - Montagem do Experimento 2 
Após ligar a fonte de luz, colocamos um polaroide fixo sobre a base 
metálica a 10cm da lente, ajustando para que a fenda projetada pudesse ficar 
nítida. Em seguida, foi colocado um segundo polaroide a 10cm em relação ao 
primeiro, depois realizou a observação sobre a projeção luminosa sobre o 
anteparo e quando o segundo anteparo estivesse a 90º em relação ao primeiro. 
3.3 Experimento – Polarização da luz por reflexão 
Realizamos a montagem conforme a figura exposta abaixo, logo depois 
colocamos na frente da fonte de luz um cavaleiro metálico com uma lente 
convergente de distância focal 12cm e o diafragma com uma fenda. 
 
 
Figura 3 - Montagem do experimento 3 
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Após a montagem, ligamos a fonte de luz e ajustamos para que o raio 
luminoso ficasse na origem do transferidor. Colocou o semicírculo no disco ótico 
de tal forma que tanto o ângulo de incidência e refratado da luz estivessem em 
0º, fixamos em outro cavaleiro metálico um polaroide e em outro cavaleiro o 
anteparo de projeção. 
Em seguida, giramos o disco ótico em 20º e analisamos o raio refletido, 
colocamos na mesma direção do raio refletido o polaroide a fim de projetar o 
feixe refletido no anteparo a 10cm do polaroide. Giramos também o polaroide de 
90º, observando o comportamento do feixe luminoso percebeu-se que não houve 
alteração e voltamos para a posição de origem. 
Além disso, giramos o disco ótico para 40° e reposicionamos o conjunto 
polaroide e anteparo de projeção na direção do raio refletido. Giramos o 
polaroide de 90° e a projeção do feixe luminoso diminuiu sua intensidade. 
Os mesmos procedimentos foram realizados para os ângulos entre 50º 
e 60º, a fim de ser encontrado um ângulo de reflexão de tal modo que girando 
o polaroide a projeção sumisse. Dessa forma, foi possível verificar que o 
ângulo de incidência que tem a luz polarizada é 𝜃𝐵 = 55,0°. Por fim, medimos, 
também o ângulo entre o raio refletido e o raio refratado, obtendo ∝ = 90,0°. 
4. ANÁLISES DOS EXPERIMENTOS 
4.1 Experimento - Determinação do comprimento de onda da luz 
A partir dos valores obtidos na Tabela I, é possível observar que a 
radiação vermelha possui o maior comprimento de onda. Através da equação 
𝝀 =
𝒄
𝒇
 (onde c é a velocidade da luz no vácuo), verifica-se que o comprimento de 
onda é inversamente proporcional a frequência, portanto, a radiação violeta é a 
que tem maior frequência por possuir o menor comprimentode onda. 
As ondas luminosas penetram em toda a superfície da rede de difração 
que está voltada para a fonte de luz e diferentes partes da onda incidente 
descrevem trajetórias diferentes no interior da rede de difração. Isso significa que 
as ondas saem com fases diferentes. Assim para alguns ângulos de saída a luz 
está em fase e acontece uma interferência construtiva. As cores observadas no 
experimento são o resultado dessa interferência. A radiação que sofre 
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interferência construtiva mais afastada da raia central é a radiação vermelha, 
pois estas saem em fase da rede de difração na direção da qual estávamos 
observando aquele espectro de onda. 
A partir dos resultados obtidos na Tabela I é possível que em 
comparação com a Tabela II, que possui a faixa com os valores dos 
comprimentos esperados, os dados obtidos estão dentro do esperado. 
COR VERMELHO LARANJA AMARELO VERDE AZUL VIOLETA 
(nm) 620-760 585-620 550-585 510-550 450-510 380 - 450 
Tabela ii 
4.2 Experimento – Polarização da Luz 
Inicialmente não a alteração na intensidade da luz projetada em 
comparação com a ausência do polarizador e da presença do polarizador, pois 
a intensidade luminosa independe do ângulo do polarizador. 
Após giramos os polaroides com uma diferença de 90° podemos 
perceber que o feixe luminoso desaparece. A esse fenômeno damos o nome de 
polarização da luz. Podemos tratar da intensidade final proporcionada pelo 
ângulo entre os filtros, nesse caso, após atravessar o primeiro filtro, a intensidade 
da luz é descrita sobre o ângulo com a componente da luz incidente para o 
campo elétrico. A intensidade é proporcional ao quadrado da amplitude, dado 
pela expressão abaixo: 
𝐼 = 𝐼0𝑐𝑜𝑠2𝜃 
Substituindo o valor do ângulo em que a luz desaparece, na equação 
anterior o valor encontrado é exatamente igual ao comprovado no experimento, 
visto que 𝑐𝑜𝑠 90° = 0, com isso a intensidade será igual, também, a zero. 
4.2 Experimento – Polarização da Luz por Reflexão 
As duas situações extremas, de máxima claridade e máxima escuridão 
(máxima absorção de luz), mostram o momento que a direção de polarização do 
filtro está, respectivamente, paralela e ortogonal à direção de polarização da luz 
vinda da fonte. Quando está paralela, permite a total passagem dos raios de luz, 
daí a claridade, quando está ortogonal não permite a passagem de nenhum raio, 
daí a máxima extinção (escuridão). Nos estágios intermediários, a quantidade de 
luz diminui gradativamente à medida que o polarizador aumenta o ângulo entre 
http://www.infoescola.com/fisica/campo-eletrico/
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seu plano de polarizador e o plano da luz polarizada proveniente da fonte, isto é, 
à medida que o ângulo varia de 0° a 90°. O ângulo de Brewster obtido é 
justamente o ângulo limitante para que a imagem desapareça, este também é a 
direção da polarização do raio refletido, pois ao atingir tal Ângulo a luz se torna 
polarizada. 
Além disso, é possível obter teoricamente o ângulo de Brewster ao 
calcular o arco tangente da razão entre o índice de refração do acrílico e do ar, 
obtendo um ângulo de 56,3 º, como o valor obtido experimentalmente foi de 56º 
podemos avaliar que o erro na medição foi de baixo índice. 
 
 
5. CONCLUSÃO 
No experimento da determinação do comprimento de onda foi possível 
compreender o fenômeno físico conhecido como interferência. Podemos 
ressaltar que, a diferença de fase entre duas ondas luminosas pode mudar se 
as ondas atravessarem materiais com diferentes índices de refração. Conhecer 
o conceito teórico, facilitou o entendimento sobre esse fenômeno físico 
comprovado experimentalmente. 
No segundo experimento foi possível observar que existem diversas 
substâncias, materiais que ao serem atingidos pelos feixes de luz deixam passar 
apenas uma parte da onda luminosa, esse acontecimento é denominado como 
polarização da luz. Nesse experimento, a luz polarizada passa pelo primeiro 
polaroide contendo componentes horizontal e vertical, mas ao passar pelo 
segundo polaroide em um ângulo de 90°, passou a ter apenas componentes 
horizontais. 
No último experimento podemos observar que nas duas situações de 
máxima claridade e máxima escuridão, mostram o momento que a direção de 
polarização do filtro está, respectivamente, paralela e ortogonal à direção de 
polarização da luz vinda da fonte. Neste experimento foi possível entender a 
polarização da luz por reflexão e mostrar que a relação existente entre a tangente 
do ângulo de Brewster 𝜃B e o índice de refração de um material, sendo está uma 
relação comprovada experimentalmente. 
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6. Referência bibliográfica 
NASCIMENTO, Pedro Luiz do. Laboratório de Ótica Eletricidade e Magnetismo 
- Física Experimental II. Campina Grande: Maxgraf Editora, 2019