Relátorio 6 - Medida do Comprimento de Ondas das faixas espectrais de luz branca

Prévia do material em texto

Universidade Estadual Paulista – Unesp�
Faculdade de Ciência e Tecnologia
Campus de Presidente Prudente
Medida do Comprimento de Onda das faixas espectrais da Luz Branca
Laboratório de Física IV – Relatório 6
Discente: Antonio Jonathan de Oliveira Morais
Discente: Catalina Andrea Barrera Palminos
Docente: Professor Doutor Carlos Tello Sáenz
 Agosto de 2015�
Antonio Jonathan de Oliveira Morais
Catalina Andrea Barrera Palminos
Medida do Comprimento de Onda das faixas espectrais da Luz Branca
Medida do Comprimento de Onda das faixas espectrais da Luz branca, apresentado a disciplina de Laboratório de Física IV, do curso de Licenciatura em Física da Faculdade de Ciências e Tecnologia Universidade Estadual Júlio Mesquita Filho, como requisito para avaliação.
Presidente Prudente
Agosto de 2015
LISTA DE FIGURAS
Figura I: Construção de Huygens para uma onda plana que se propaga para a direita...............7
Figura II: Pouca difração, com uma abertura grande da fenda.....................................................8
Sumário
3LISTA DE FIGURAS	�
5Resumo	�
61. Introdução	�
82.	Objetivos	�
93. Materiais	�
104. Métodos	�
126.Conclusão	�
137.Referencias	�
�
Resumo
Neste experimento determinam-se os comprimentos de onda médio das radiações luminosas componente da luz branca, através de um Banco Óptico Jacoby utilizando uma rede de difração de 570 linhas/mm. Os comprimentos de onda medidos correspondem às cores: vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, anil e violeta, os resultados obtidos coincidem com as predições teóricas apresentadas nas fontes bibliográficas. 
Medida do Comprimento de Onda das faixas espectrais da Luz Branca 
1. Introdução
	Difração é o nome genérico dado aos fenômenos associados a desvios da propagação da luz em relação ao previsto pela óptica geométrica (ou seja, de raios retilíneos) e que põem de manifesto a natureza ondulatória da luz. Na figura 1 se observan raios incidentes paralelos que ao passar por um obstáculo (fenda estreita) se desviam. Este fenômeno será tanto mais intenso quanto maior for o comprimento de onda quando comparado ao tamanho do obstáculo. 
 Figura 1: os raios desviam-se ao passar por um obstáculo 
Uma rede de difração é um dispositivo que tem múltiplas fendas ou ranhuras paralelas, equidistantes e de mesma largura. Um feixe de luz que incide nesta rede é difratado e os raios provenientes das diversas fendas interferem formando uma figura de intensidade variável. Esta figura apresenta máximos de intensidade em diversas posições sempre que a diferença de caminho ótico (DCO = dsenθ ) entre os raios provenientes de duas fendas adjacentes, distantes d entre si, for igual a um número inteiro (m = 0, 1, 2, ...) de comprimentos de onda λ. Portanto, ocorrem máximos de intensidade quando dsenθ=m λ onde θ é o ângulo de difração para o máximo de ordem m. Esta equação vale apenas quando os raios incidem normalmente sobre a rede e os raios difratados podem ser considerados paralelos. 
Figura 2: os máximos de intensidade ocorrem quando DCO= mλ
Objetivos
Os objetivos de este experimento são: 
Determinar o comprimento de onda médio das radiações luminosas:
Componente da luz branca, através de uma rede de difração; 
Observar o espectro luminosos que se produz ao passar um raio de luz por um prisma. 
3. Materiais
Os materiais utilizados neste experimento foram:
Um barramento básico para Banco Óptico Jacoby, composto por:
Um barramento triangular com escala de 0 a 1000mm com três sapatas niveladoras amortecedoras;
Cavalete magnético 1 com fonte luminosa Rose de feixe direcional;
Três cavaletes magnéticos com os números 2, 3 e 4;
Um lente plano convexo 8 D;
Um diafragma de uma ranhura;
Uma rede de difração 570 linhas/mm para mesa suporte;
Uma régua auxiliar 300mm;
Um feixe laser.
Um prisma.
4. Métodos
Realiza-se a montagem de maneira que o feixe luminoso branco aponte ao centro da regra de forma perpendicular a ela. A rede de difração deve ser situada entre a fonte luminosa e a regra, de modo que o feixe luminoso incida sobre ela. O feixe luminoso se dispersa e se observam linhas espectrais de diferentes cores sobre a régua. 
A primeira parte do experimento consiste em determinar o comprimento de onda médio destas cores. Para isto, mede-se o valor da distância OP entre o zero central e o meio do primeiro máximo de uma cor e mede-se a distância L que separa a rede de difração da régua horizontal. Com estes valores e com a distância d entre as fendas da rede de difração pode se calcular o comprimento de onda médio de cada cor.
Numa segunda parte do experimento se observa a dispersão da luz branca produzida por um prisma e compara-se com o espectro produzido na primeira parte do experimento. 
5.Resultados
Os resultados obtidos na primeira parte do experimento mostram se na tabela 1.
	Cor da
radiação
	d=cte. de
rede (m)
	OP(m)
	L2
	(OP)2
	(OP)2+L2
	OP/[(OP)2
+L2]=senθ
	dsenθ=m λ
(nm)
	vermelho
	1,75x10-6
	0,195
	0,2304
	0,0380
	0,2684
	0,3764
	658,7
	alaranjado
	1,75x10-6
	0,180
	0,2304
	0,0324
	0,2628
	0,3511
	614,5
	amarelo
	1,75x10-6
	0,176
	0,2304
	0,0309
	0,2613
	0,3443
	602,5
	verde
	1,75x10-6
	0,157
	0,2304
	0,0246
	0,2550
	0,3109
	544,1
	azul
	1,75x10-6
	0,140
	0,2304
	0,0196
	0,2500
	0,2800
	490,0
	anil
	1,75x10-6
	0,128
	0,2304
	0,0163
	0,2467
	0,2577
	450,9
	violeta
	1,75x10-6
	0,116
	0,2304
	0,0134
	0,2438
	0,2349
	411,3
Na segunda parte da experiência se observo que o espectro de linhas produzido por o prisma tem uma ordem invertida em relação ao espectro produzido na primeira parte da experiência. Isto se deve a uma reflexão que sofre a luz dentro do prisma.
6.Conclusão
A análise dos resultados permite inferir as seguintes conclusões:
É possível identificar o ângulo, a frequência, o comprimento de onda de um feixe luminoso, o atraso com que a luz “demora” para refratar, quando são atribuídos ou conhecidos a distância OP entre zero central e o meio da região do primeiro máximo da radiação vermelha tanto do laser quanto do feixe monocromático de luz branca, à distância L que separa a rede de difração da régua horizontal e a distância que separa duas fendas consecutivos da rede em nanômetros. Com estas informações conseguimos identificar várias variáveis experimentais e compara-las com valores teóricos.
A nossa prática experimental foi bem-sucedida, com poucos erros, e propulsor de mais uma teoria.
7.Referencias
http://www.if.ufrgs.br/~marcia/lab7.pdf
http://www.mundoeducacao.com/fisica/o-fenomeno-difracao.htm
http://sites.ifi.unicamp.br/laboptica/roteiros-do-laboratorio/3-difracao-de-fendas/
http://www.sofisica.com.br/conteudos/Ondulatoria/Ondas/difracao.php
http://www.infoescola.com/fisica/difracao/
http://paje.fe.usp.br/~mef-pietro/mef2/app.upload/42/Recurso3.pdf
� PAGE �2�