Experimento 5 Interferômetro de Michelson

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Experimento 5
Interferômetro de Michelson
DANILO BRITO
JOÃO MARCELO
Universidade Federal da Bahia
Instituto de Física
FIS124 - Física Geral e Experimental IV
1. OBJETIVO
- Medir o comprimento de onda de um laser de He-Ne;
- Medir o índice de refração de um vidro;
- Medir o Índice de refração do ar.
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O interferômetro é um dispositivo que
usa franjas de interferência para se
fazerem medições exatas de
distâncias.
Usa a interferência para medir
comprimentos muito pequenos, como
os comprimentos de onda da luz, ou
para medir diferenças pequenas de
refração de dois meios, como por
exemplo, do ar e do vácuo.
2. O INTERFERÔMETRO
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Aparato necessário:
- Interferômetro de Michelson;
- Laser, He-Ne com chave seletora de potência: 0,3 - 0,9 mW;
- Placa de vidro (espessura t = 4 mm);
- Cubeta de vidro para vácuo (comprimento s = 41 mm);
- Bomba de vácuo manual com manômetro.
3. PARTE EXPERIMENTAL
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3. PARTE EXPERIMENTAL
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Após ajustes iniciais foi possível observar anéis de interferência na tela.
3. PARTE EXPERIMENTAL – AJUSTES INICIAIS
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Ajustou-se o micrômetro de modo que no centro da tela fosse observada uma 
franja escura (mínimo de interferência). A posição medida foi:
Girando o micrômetro no sentindo horário até atingir 50 mínimos formados 
(N=50), obtivemos a posição d’:
3. PARTE EXPERIMENTAL
MEDIDA DO COMPRIMENTO DE ONDA DO LASER
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Com os valores de d e d0 obtidos, é possível calcular o comprimento de onda do 
laser através da equação 5.24:
Assim, temos:
3. PARTE EXPERIMENTAL
MEDIDA DO COMPRIMENTO DE ONDA DO LASER
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Com a mesma montagem padrão, foi
inserida a placa de vidro no
interferômetro.
Posicionou-se a placa o mais próximo
de 0 °, de modo a formar um mínimo
no centro do padrão.
O ângulo obtido foi:
3. PARTE EXPERIMENTAL
MEDIDAS DE ÍNDICE DE REFRAÇÃO DO VIDRO
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Deslocamos a placa de vidro até que
fossem formados no centro do padrão
50 mínimos (N=50) e 100 mínimos
(N=100).
Os ângulos obtidos foram:
3. PARTE EXPERIMENTAL
MEDIDAS DE ÍNDICE DE REFRAÇÃO DO VIDRO
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O índice de refração é dado por:
Onde t = 4 mm, φ = φm -φ0 , e λ = 663 nm.
Assim, temos:
3. PARTE EXPERIMENTAL
MEDIDAS DE ÍNDICE DE REFRAÇÃO DO VIDRO
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Com a célula de vácuo inserida no
interferômetro diminuímos a pressão
na célula com o auxilio da bomba de
vácuo. Esse procedimento foi realizado
contando o número de mínimos (N)
que desaparecem no centro do padrão
e a sua respectiva pressão associada (p)
até que a pressão na célula atingisse o
seu valor mínimo.
3. PARTE EXPERIMENTAL
MEDIDAS DE ÍNDICE DE REFRAÇÃO DO AR
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Obtidos os valores dos números de
mínimos e suas pressões associadas, é
possível observar o comportamento N x
p, conforme Gráfico 01.
3. PARTE EXPERIMENTAL
MEDIDAS DE ÍNDICE DE REFRAÇÃO DO AR
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3. PARTE EXPERIMENTAL
MEDIDAS DE ÍNDICE DE REFRAÇÃO DO AR
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O índice de refração do ar é dado por:
3. PARTE EXPERIMENTAL
MEDIDAS DE ÍNDICE DE REFRAÇÃO DO AR
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Assim, temos:
3. PARTE EXPERIMENTAL
MEDIDAS DE ÍNDICE DE REFRAÇÃO DO AR
Tabela 01: Índices de refração obtidos a partir de N e p.
M N p' (bar) p (bar) n(p)
1 6 -0,150 0,854 1,0002243
2 12 -0,300 0,704 1,0001849
3 16 -0,450 0,554 1,0001455
4 20 -0,550 0,454 1,0001192
5 22 -0,650 0,354 1,0000930
6 24 -0,710 0,294 1,0000772
7 26 -0,770 0,234 1,0000615
8 28 -0,800 0,204 1,0000536
9 30 -0,850 0,154 1,0000404
10 31 -0,870 0,134 1,0000352
11 32 -0,900 0,104 1,0000273
12 32 -0,910 0,094 1,0000247
13 33 -0,920 0,084 1,0000221
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O comprimento de onda do laser obtido experimentalmente, λexp = 576,88 ± 10
[nm], está coerente com a previsão teórica, λteo = 633,00 nm. A discrepância
entre os valores é de aproximadamente 8,9%.
Os índices de refração do vidro obtidos experimentalmente, n50 = 1,5791 e n100 =
1,5882, apresentam valores coerentes com a previsão teórica, já que o índice de
refração de um vidro pode variar entre 1,4 a 1,9.
Os valores obtidos experimentalmente para o índice de refração do ar e vácuo
apresentaram comportamento esperado. Considerando o índice de refração do
ar igual a 1,0003 (aprox. 20°C), obtivemos discrepância de 0,008%. E
considerando o índice de refração do vácuo igual a 1,0000, obtivemos
discrepância de 0,0002%.
4. CONSIDERAÇÕES FINAIS
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- Roteiro do Laboratório de Física Geral e Experimental IV, UFBA, 2016.1
(disponível em http://www.fis.ufba.br/sites/fis.ufba.br/files/roteiros.pdf)
- Tipler, Paul A. Física, volume 4. Editora Guanabara Koogan S.A.. Rio de Janeiro, 
RJ, 1995.
- Refração – Wikipédia
(disponível em https://pt.wikipedia.org/wiki/Refra%C3%A7%C3%A3o)
5. REFERÊNCIAS
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