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Difração e Interferência da Luz

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4. D ifraçã o e Inte rferência da Lu z
1 OBJE T IV OS
Estudar o compor tame nto ond ulatóri o da l uz .
Estudar o fe nôme no da di fração u ti li za nd o um laser e fe nda s de difere n tes ta ma nhos .
Ve ri ficar os padrõe s de i nter ferê nci a e di fração p roduzi d os po r difere ntes fe ndas.
2 MAT E R IAL UT IL IZ AD O
Ba nco óptico, fo nte d e lase r, b ase para o di sco g rad uado , s uportes pa ra o ba nco óptico , a nt e paro,
pape l mi li metrado, rég ua, lâmina com di fere ntes ab ertu ras p ara di fração ("D i ffracti on Plate" ), fotômetro e
acessóri o po si ci onado r mi li métri co.
3 R OTEIRO D E ES TU D OS
1. O q ue di z o p rinc ípi o de H uyg e ns ?
REP OSTA : Todo s os po ntos d e uma fre nte de o nd a se compor tam co mo fo ntes p ont uai s p ara ond as
secund árias. D e poi s de um i nter va lo de te mpo t, a no va posi ção da fonte de o nd a é d ada p or uma
superf íci e ta nge nte à estas ond as sec un ria s.
2. Expli q ue o q ue é interfe rênci a.
REP OSTA : É um reforço o u repressão (s up ressã o??? ) d e certos compri me ntos de o nda. Po de se r
const ruti va o u de st r uti va. As ondas ref leti das se co mbinam de modo a refo rçar o u de str ui r ce r tas cores
do especto de luz inci d e nte.
3. O q ue são as fra njas de i nte rferê nci a?
REP OSTA : S ão fe ndas est rei tas mos tra ndo o má xi mo e o m íni mo alte r nad os de uma i nt ensi dade
lumino sa .
4. C om base na óptica físi ca, q ual é a equação para a p osi ção dos nimos d e i nterferê nci a com
relação ao máxi mo princi pal?
REP OSTA : Po si ção dos m íni mos de i nter ferê nci a são as fra n jas esc uras e a fórm u la é:
dsenθ = ( m + ½)λ , o nde d é a di stâ nci a e nt re as fe nd as.
5. Qua l é a pre vi o t ri ca pa ra o espa çame nto e ntre as fra njas?
REP OSTA : C om o escap ame nto entre as f ranjas, podemos dete rmina r o co mpri me nto de ond a da l uz.
6. Expli q ue o q ue é difração.
REP OSTA : É o espa l hame nto so frid o p or um fei xe l uminoso a o p assar por u ma fe nda e st reita, se ndo
que é for mad a uma figura de di fração , a q ua l po ss ui um má xi mo ce ntral largo e i nte nso e um a série de
maxi mos mai s estrei tos e me nos i nte nsos. Todo s os máxi mos são sepa rad os po r m íni mos. RE S POSTA
2: É q uand o a luz se espa l ha ao se d eparar co m um o bstáculo que aprese nta uma abert ura de
di mensões compará vei s ao co mpri mento de onda .

7. C om b ase na ópti ca fi si ca, qua l é a e quaçã o p ara a po si ção dos míni mos na fi g ura de di fraçã o ? E
para os má xi mos?
REP OSTA :
8. Qua l é a eq ua ção q ue re laci ona a intensi dade da luz di fra tada em f unçã o do â ng ulo θ?
REP OSTA : I = Ima x*(se nα )2 α = (π*a*se nθ) /λ, Ima x = va lor má xi mo da i nte nsi dad e (θ = 0 °)
9. C i te três sit uações do co tidi a no o nd e os fe nôme nos est uda dos es tão e n vol vi dos e são rele va nt es.
REP OSTA : Inter ferê nci a cores bol ha de sabão e ma nc hs de óleo . Di fração CD.
4 P R OC E D IMEN T O E X PE R IMEN T AL
D IFR A ÇÃ O EM FE ND A ÚN ICA
Mon te o eq ui p amento co n forme a Fi gura 1.
Anote o número da lâ mi na de di f ração utili zad a: _______ .
Ve ri fique o posi ci o namento do ba nco ó pti co em relação ao a nteparo ; eles deve m estar
perpendi cu lares e ntre si . O s uporte co m a lâmi na de di fração deve e st ar a ap ro xi madame nte 1 m d o
anteparo , o nd e de ve se r colad a uma folha de pap el milimetrad o.
Li gue o laser, CU ID A ND O PA RA QUE O FE IX E NÃ O A T INJA O OL HO DA S PE S SOAS .
Po si ci one a lâmina de di fração, a li nha ndo a fenda pa drão A (uma fe nda d e largura nomi na l 0,0 4 mm)
de fo rma que o fei xe de l uz atra vesse essa fe nda e produza uma fig ura de di fração no a nteparo .
C oloque j unto ao a ntep aro uma fol ha de pape l mili metrad o, alinha ndo -a em relação a o pad rão d e
di fração.
Ini ci alme nte, i de nti fi que a posi çã o ce ntra l do xi mo mai s i nte nso.
Marque sobre a folha mili metrada as po si ções do s ni mos, ta nto à di reita qua nto à esquer da do
máxi mo mai s i ntenso .
D etermi ne a di stânci a (2y) : en tre os doi s p ri mei ros ni mos ~ entre os doi s se gund os m íni m o s~ e
assi m por di ante, a no ta nd o na tabe la 1.
Meça a dista nci a exa ta e nt re o a nteparo e a lâ mi na de di fração. Ano te este va lor : D = _______.
Repi ta a ope raçã o pa ra as fendas B e C, sem muda r a di stâ nci a da lâmi na de di fração ao a ntep aro.
TA B E LA 1 D i stânci a e ntre os m íni mos da di f ração.
Largura da Fenda
M íni mo
D i stânci a (2 y) (mm )
A
Largura = 0 ,04 m m
B
Largura = 0 ,08 m m
C
Largura = 0 ,16 m m

Responda as q uestões da A ná li se de Res ultados.
IN TE R FER ÊN C IA EM FE ND A D UPLA
Uti li ze a co nfig uração da Fi gura 1 ( não posi ci one a Lâmina de D i fração ai nda ).
Po si ci one o supo r te a ap roxi madame nte 1 m do a ntep aro
Ve ri fique o posi ci o narne nto do banco óp tico em relaçã o ao a n tepa ro: e les deve m estar
perpendi cu lares e ntre si .
Li gue o laser.
Po si ci one junto ao supo rte a lâmi na de di fração, ali nha ndo o pa drão D (duas fend as de largura
nomi nal 0,04 m m e separadas po r 0 ,125 m m) co m o fei xe de l uz.
Ol ha ndo para o a nteparo, ve ri fique os padrões de interfe rênci a .
C oloque j unto ao a ntep aro ur na fo lha de papel mili met rad o, a li nha ndo -a e m re lação ao pad r ão de
i nter ferê nci a.
Ini ci alme nte, i den ti fi que os xi mos (cen tra l e ad jacentes) e m íni mos p roduzi d os sob re a fol ha
mi li rne trada.
Marque sobre a fo lha mili met rada as po si ções do s ni mos d evi do à i nter ferê nci a, ta nto à di rei ta
qua nto à esque rda do máxi mo mai s in te nso .
D etermi ne a di stâ nci a (2 y): e n tre o s d oi s p ri mei ros m íni mos; en tre o s doi s se gund os m íni m os; e
assi m por d i ante, a no ta nd o na tabe la 2.
Meça a distâ nci a exa ta a nteparo -lâmi na de di fração. A note este va lor : D = _______ .
Repi ta o mes mo proced i me nto pa ra os padrões E e F.
TA B E LA 2 - D i stânci a e n tre os m íni mos da in terfe rênci a.
C aracter ísticas das
aberturas
M íni mos
D i stânci a (2 y) (mm )
D
Largura = 0 ,04 m m
Se paração = 0,12 5 mm
E
Largura = 0 ,04 m m
Se paração = 0,25 0 mm
F
Largura = 0 ,08 m m
Se paração = 0,25 0 mm
Responda as q uestões da A ná li se de Res ultados.
D IFR A ÇÃ O EM FE ND A ÚN ICA - IN TE N S ID AD E D A L UZ D IF R ATA D A
Mon te o eq ui p amento co n formea Fi g ura 2 ( não posi ci one a Lâ mi na de Di fra ção ai nd a) .