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Rio de Janeiro – RJ 2018 RELATÓRIO CARGA/MASSA Aline Maria da Silva de Castro Mat.: 14214040233 Rio de Janeiro – RJ 2018 Laboratório Avançado para o Ensino de Física Professora: Wania Wolff Aluna: Aline Maria da Silva de Castro Polo Campo Grande Matrícula: 14214040233 Rio de Janeiro – RJ 2018 1. Introdução O presente relatório tem como objetivo especificar propriedades intrínsecas das ondas eletromagnéticas no espectro das microondas (faixa de frequência e comprimento de onda). Essas propriedades foram comprovadas em laboratório utilizando um emissor e um receptor de microondas que funcionam como antenas. Nesse relatório se encontram os subsídios necessários para interpretar os fenômenos observados que servem para compreender e prever o comportamento das microondas e também de outras ondas em outras faixas no espectro eletromagnético. 2. Aparato experimental Para realização desse experimento fora necessário o emprego de um transmissor de microondas, um receptor de microondas, um goniômetro e estruturas coadjuvantes. O transmissor de microondas é um diodo Gunn, que nada mais é que um dispositivo que apresenta o comportamento de corrente versus tensão (I/V) de maneira não linear, resultando no fato que uma voltagem positiva gera uma corrente positiva, e voltagem negativa gera corrente negativa. Esse transmissor é um diodo ressonante de 10.525Ghz, que transmite as microondas por meio de uma corneta, de maneira centrada ao longo do eixo de simetria dessa estrutura. Já o receptor de microondas é diodo do tipo Schottky dentro de uma cavidade ressonante de 10.525GHz, e a corneta receptora tem características idênticas a do emissor. 3. Experiência 1: Familiarização com o equipamento Sabendo que as microondas, assim como as ondas luminosas tem a propriedade de se propagar em linha reta, além de serem refletidas, refratadas, difratada e polarizada, estas também podem sofrer interferência. 3.1.Descrição do experimento O emissor e o receptor são colocados em paralelos com a ajuda do goniômetro. Em seguida é verificado se o emissor e o receptor se encontram no mesmo plano e com inclinação igual a zero em relação à direção paralela desejada. Para verificar se a onda transmitida pelo emissor é de fato polarizada foi girado o receptor de maneira aleatória. A medida, que se gira o receptor observa-se que a intensidade captada por este diminui. Todavia selecionando qualquer ângulo diferente de zero, tanto no emissor quanto no receptor, observa-se que há a mesma medida inicial Rio de Janeiro – RJ 2018 da intensidade, ou seja, a mesma medida quando ambos se encontravam em zero grau em relação ao goniômetro. Outra observação é que quando o receptor e o emissor retornam a posição inicial (paralela – 0º), ao variarmos a distância entre as cornetas percebemos que quanto mais próxima maior a intensidade, ao passo que quanto mais distante é menor. R (cm) Intensidade (mA) 40±0,02 1,00±0,01 50±0,02 0,80±0,01 60±0,02 0,44±0,01 70±0,02 0,48±0,01 3.2.Análise de resultados Sabendo que o emissor só emite onda polarizada e que o receptor só capta onda polarizada em uma determinada direção, quando observamos sinal no receptor, automaticamente podemos concluir que o emissor esta emitindo uma onda polarizada numa dada direção que é coerente com as especificações do receptor, assim como do emissor. 4. Experiência 2: Radiância das microondas As cornetas presentes nos equipamentos utilizados, no experimento, funcionam como antenas, e como antenas essas agem como conversores de ondas, pois convertem ondas eletromagnéticas direcionas (“guiadas”) em ondas espaciais livres (quando as ondas abandonam a corneta) e vice-versa. Ainda no estudo dessa antena podemos citar que essas são caracterizadas por dois parâmetros: o ganho e o ângulo de abertura do feixe, que retratam exatamente o diagrama de radiação de uma antena que fornece informações quanto à intensidade de potência em função do ângulo de abertura. No experimento que será descrito abaixo iremos buscar a distribuição das intensidades de microondas geradas, nos dois planos perpendiculares da corneta com o propósito de obter o fator D, que denomina a direcionabilidade dessa antena, ou seja, a direção onde a antena emite o seu máximo de potência. 4.1.Descrição do experimento Rio de Janeiro – RJ 2018 Inicialmente fora colocado o transmissor e o receptor, um diante do outros, a uma distância de 40cm. Durante a montagem o transmissor deve ser posicionado no braço fixo do goniômetro, enquanto que o receptor deve ser posicionado no braço móvel. A especificidade de colocar o receptor no braço móvel se deve ao fato que esse irá oscilar de maneira angular, no plano paralelo a mesa, onde se realiza o experimento. A medida, que se varia a direção angular do receptor, para cada ângulo determinado toma- se nota da a radiância direcional característica da antena do transmissor, CU, que fica definido pelos ângulos e ϕ. 4.2.Dados Variando devido a oscilação do receptor no plano paralelo da mesa, onde se realiza o experimento, e variando ϕ, que promove o giro da corneta em torno do eixo principal de emissão, podemos verificar os seguintes resultados: Observação: Quando se promove a variação do ângulo ϕ, esta deve ser realizada tanto no transmissor quanto no receptor. R= 20,0±0,2 cm (grau) Cu ( , ϕ=0°) Cu ( , ϕ=90°) -90±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 -80±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 -70±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 -60±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 -50±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 -40±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 -30±0,5 0,01±0,01 0,04±0,01 -20±0,5 0,18±0,01 0,16±0,01 -10±0,5 0,67±0,01 0,70±0,01 0±0,5 1,00±0,01 1,00±0,01 10±0,5 0,68±0,01 0,62±0,01 20±0,5 0,14±0,01 0,12±0,01 30±0,5 0,01±0,01 0,02±0,01 40±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 50±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 Rio de Janeiro – RJ 2018 60±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 70±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 80±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 90±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 R= 40,0±0,2 cm (grau) Cu ( , ϕ=0°) Cu ( , ϕ=90°) -90±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 -80±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 -70±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 -60±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 -50±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 -40±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 -30±0,5 0,01±0,01 0,02±0,01 -20±0,5 0,05±0,01 0,05±0,01 -10±0,5 0,58±0,01 0,63±0,01 0±0,5 0,93±0,01 0,91±0,01 10±0,5 0,60±0,01 0,62±0,01 20±0,5 0,06±0,01 0,06±0,01 30±0,5 0,02±0,01 0,01±0,01 40±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 50±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 60±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 70±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 80±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 90±0,5 0,00±0,01 0,00±0,01 ∆ 1/4 = (36 ± 1)° -0,25 0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Cu (𝛉, ϕ=0°) x 𝛉 R= 20,0±0,2 cm R= 40,0±0,2 cm Rio de Janeiro – RJ 2018 ∆ ϕ1/4 = (36 ± 1)° 5. Experiência 3: Lei das distâncias para microondas Após a emissão de uma microonda, esta transita pela corneta. Contudo, quando a microonda abandona a corneta consideramos que essa se encontra no espaço livre. Como sabemos, a natureza da microondas é eletromagnética, e sendo assim fica dependente da lei do inverso do quadrado quando se encontra no espaço livre. 5.1.Procedimento experimental O aparato experimental que consiste no emissor e transmissor de microondas deve ser montado sobre o goniômetro. Estando as cornetas com a mesma orientação, seja ela através do seu eixo de simetria ou horizontal, a partir de uma distância relativa de 40 cm, fora movimentado o receptor a distâncias maiores em relação ao emissor, com o passo de 5 cm por vez. Para cada 5 cm fora medida a intensidade da radiação da microondas. -0,25 0 0,25 0,5 0,75 1 1,25 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Cu (𝛉, ϕ=90°) x 𝛉 R= 20,0±0,2 cm R= 40,0±0,2 cm Rio de Janeiro – RJ 2018 5.2.Dados R (cm) I (u.a) I x R 40 30 0,183 1200 4,80E+4 45 28,4 0,187 1278 5,75 E+4 50 24 0,204 1200 6,00 E+4 55 21,9 0,214 1205 6,63 E+4 60 18 0,236 1080 6,48 E+4 65 15,3 0,257 994,5 6,47 E+4 70 12,6 0,282 882 6,17 E+4 75 10,8 0,304 810 6,08 E+4 80 9,7 0,321 776 6,20 E+4 Observando apenas as medidas fornecidas pela última coluna da tabela acima, podemos afirmar que há um forte indício de que a lei dos inversos do quadrado foi confirmada com o experimento, haja vista que: Onde a, b e c são constantes arbitrárias. 6. Experiência 4: Polarização das microondas Como já dito anteriormente as microondas são ondas eletromagnéticas, que oscilam transversalmente com a posição dos seus campos magnéticos e elétricos perpendiculares entre si. Outra informação relevante é que os geradores de microondas só geram ondas com um único comprimento de onda, e que já são linearmente polarizadas. Quando essa radiação trafega pelo espaço livre o campo elétrico dessas microondas permanecem alinhados com o eixo do diodo transmissor. Caso a direção de polarização da microonda faça um ângulo qualquer com o polarizador, temos que a onda incidente será decomposta de maneira que apenas aquela Rio de Janeiro – RJ 2018 fração da onda que é paralela ao eixo polarizador será transmitida. Nesse caso o rendimento da onda que emerge do polarizador é proporcional a um fator do próprio polarizador ( . A intensidade de uma onda que sai do polarizador pode ser determinada por: Também conhecida como Lei de Malus. Esse experimento tem como objetivo estudar a polarização da onda que sai da corneta e para isso será utilizada a própria corneta do receptor. 6.1.O experimento 6.1.1. Método da polarização por transmissão O experimento consiste em colocar o vetor campo elétrico da corneta do receptor em posição perpendicular a corneta do emissor. Feito isso o que esperava-se, dadas as características do emissor e do receptor, era que a intensidade captada pelo receptor fosse nula, o que foi de fato observado. Como resposta a esse fenômeno podemos citar o fato que sabemos de antemão, o processo de polarização consiste em transmitir sem perdas as ondas que possuem a mesma direção de polarização que o polarizador, ao passo que uma onda ortogonal a direção de polarização do polarizador é totalmente absorvida. Retomando as duas cornetas a posição de =0°, inicia-se outra proposta de análise, que consiste em variar o ângulo (do receptor) e anotar a intensidade que fora captada pelo receptor. (grau) I (u.a) Cos Cos2 0 30 1 1 10 28,9 0,98 0,98 20 28,2 0,94 0,88 30 25,5 0,87 0,76 40 21,3 0,77 0,59 50 15,9 0,64 0,41 60 9,3 0,50 0,25 70 3,3 0,34 0,12 80 0,06 0,17 0,03 90 0 0 0 100 0,10 -0,17 0,03 110 3,6 -0,34 0,12 Rio de Janeiro – RJ 2018 120 9,3 -0,50 0,25 130 15,9 -0,64 0,41 140 21,9 -0,77 0,59 150 26,7 -0,87 0,76 160 29,4 -0,94 0,88 170 30 -0,98 0,96 180 30 -1 1 Com o gráfico acima podemos ter uma ideia do alinhamento das cornetas. Partindo do eixo central, podemos verificar que existe uma simetria quase perfeita. A pequena imperfeição da simetria, que encontramos, se deve ao fato de que as cornetas não se encontravam orientadas exatamente em paralelo ( aproximadamente zero), mas os dados em si são uma boa aproximação do que era esperado. -5 0 5 10 15 20 25 30 35 0 50 100 150 200 Intensidade x Rio de Janeiro – RJ 2018 Se a intensidade do campo elétrico transmitida fosse diretamente proporcional ao cosseno de ϕ, haveríamos de ter verificado um gráfico de intensidade versus cosseno de ϕ que se assemelhasse a uma reta. Por outro lado, quando fazemos o gráfico de intensidade versus o cosseno quadrado de ϕ, vejamos o que encontramos. O gráfico acima demonstra exatamente o esperado, a proporcionalidade direta da intensidade com o módulo do campo elétrico ao quadrado, pois o receptor indica a proporcionalidade da intensidade transmitida em relação ao cosseno quadrado de ϕ. 0 5 10 15 20 25 30 35 -1,5 -1 -0,5 0 0,5 1 1,5 in te n si d ad e cosϕ I x ϕ Série1 R² = 0,9785 0 5 10 15 20 25 30 35 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 In te n si d ad e cosseno quadrado de ϕ I x Cos2ϕ Rio de Janeiro – RJ 2018 6.1.2. Método polarizador Nesse método se utiliza um polarizador propriamente dito. A medida, que o transmissor é girado em passos de 10 graus em relação ao eixo de transmissão, da grade do polarizador, verificamos que haverá uma mudança de direção do vetor campo elétrico da microonda que esta sendo emitida. Como o polarizador se encontra com suas barras de grade na posição horizontal, o que se espera que ocorra é que da posição de ϕ=0° do transmissor seja passada toda a intensidade do campo elétrico através do polarizador, pois é conhecido o fato que o vetor campo elétrico da microonda emitida pela corneta esta em paralelo com o menor lado desta. Sendo assim, quando o transmissor for girado de um ângulo ϕ=90°, toda a intensidade seja absorvida pelo polarizador, pois o vetor campo elétrico estará em paralelo com as barras de grade. (grau) I (u.a) Cos2 0 12,6 1 10 13,2 0,98 20 12,3 0,88 30 11,1 0,76 40 10,2 0,59 50 6,00 0,41 60 3,00 0,25 70 0,60 0,12 80 0 0,03 90 0 0 100 0 0,03 110 0,27 0,12 120 1,80 0,25 130 5,40 0,41 140 8,40 0,59 150 11,7 0,76 160 13,2 0,88 170 13,8 0,96 180 14,1 1 Rio de Janeiro – RJ 2018 De acordo com o gráfico acima podemos verificar mais uma vez uma boa aproximação da lei de Malus. Onde a intensidade da onda incidente é de aproximadamente 14,86 u.a. Apesar de tantas informações, até agora, ainda é necessário esclarecer algum pontos. Quando o transmissor e receptor não possuem rotação em relação ao eixo de transmissão e recepção destes, temos a máxima intensidade detectada. Quando a grade de polarização estava na horizontal e o receptor foi colocado com seu campo elétrico perpendicular a direção dessas barras que indicam a direção de polarização, observa-se que não há detecção de intensidade, pois o receptor não tem capacidade de detectar a intensidade de uma campo elétrico que se encontra em direção distinta daquela que receptor esta preparado para receber. 7. Experiência 5: Comprimento de onda de microondas Com o intuito de determinar o comprimento de uma microonda pode-se criar uma onda estacionária. Essa onda estacionária pode ser criada utilizando a característica das cornetas emissoras e receptoras, que acabam por refletir parte da onda que é emitida e chega ao receptor. Quando esse processo de reflexãoocorre podemos verificar que essa radiação fica indo e vindo entre as cornetas e esse movimento contínuo, quando a distância entre o receptor e o transmissor corresponde a um múltiplo de meio comprimento de onda , faz com que a onda refletida entre em fase com a onda primária. Quando isso ocorre temos o que chamamos de leitura máxima e corresponde a R² = 0,9771 y = 14,861x - 0,5917 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 In te n si d ad e cos2ϕ I x Cos2ϕ Rio de Janeiro – RJ 2018 pontos máximos. Em virtude disso temos que a distância entre dois máximos adjacentes corresponde a exatamente . 7.1.Procedimento experimental Colocado o emissor na marcação de 20 cm na régua do goniômetro, deve-se posicionar o receptor na posição de 68 cm. Feito isso o emissor é mantido fixo enquanto o receptor é movimentado em relação a distância do emissor, buscando por medidas onde a são detectadas intensidades máximas e mínimas, que devem ser anotadas. 7.2.Dados N Xmáx (cm) Imáx (u.a) X N+1 máx – X N máx Xmín (cm) Imín (mA) X N+1 mín – X N mín 1 76,5 ± 0,1 30,0 ± 0,3 - 77,0 ± 0,1 20,1 ± 0,3 - 2 78,0 ± 0,1 27,9 ± 0,3 1,5 ± 0,2 78,5 ± 0,1 20,1 ± 0,3 1,5 ± 0,2 3 79,5 ± 0,1 26,4 ± 0,3 1,5 ± 0,2 80,5 ± 0,1 18,9 ± 0,3 2,0 ± 0,2 4 81,0 ± 0,1 24,6 ± 0,3 1,5 ± 0,2 81,5 ± 0,1 18,6 ± 0,3 1,0 ± 0,2 5 82,5 ± 0,1 24,0 ± 0,3 1,5 ± 0,2 83,0 ± 0,1 18,3 ± 0,3 1,5 ± 0,2 6 83,5 ± 0,1 23,7 ± 0,3 1,0 ± 0,2 84,5 ± 0,1 17,7 ± 0,3 1,5 ± 0,2 7 85,0± 0,1 22,5 ± 0,3 1,5 ± 0,2 86,0 ± 0,1 15,6 ± 0,3 1,5 ± 0,2 8 86,5 ± 0,1 20,7 ± 0,3 1,5 ± 0,2 87,5 ± 0,1 15,0 ± 0,3 1,5 ± 0,2 9 88,0 ± 0,1 18,9 ± 0,3 1,5 ± 0,2 89,0 ± 0,1 13,2 ± 0,3 1,5 ± 0,2 10 89,5 ± 0,1 18,6 ± 0,3 1,5 ± 0,2 90,5 ± 0,1 12,9 ± 0,3 1,5 ± 0,2 λ=2,84 cm y = 1,4242x + 75,167 R² = 0,9991 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 0 2 4 6 8 10 12 P o n to s d e M áx im o N X máx vs N Rio de Janeiro – RJ 2018 λ=2,96cm Por intermédio do tratamento estatístico dos dados podemos calcular o comprimento de onda da seguinte maneira: Para os pontos de máximo: Para os pontos de mínimo: Outra observação que podemos fazer é que a medida que aumentamos a distancia entre o emissor e o receptor a intensidade dos pontos de máximo e mínimo decrescem, o que pode ser facilmente explicado pela lei de conservação de energia de uma onda. De posse do comprimento de onda, fica fácil conferir um dado fornecido que é a frequência da microonda emitida. De acordo com os dados do fabricante esse é 10,525 GHz, e de acordo com os dados obtidos esse é: y = 1,4848x + 75,633 R² = 0,9989 76 78 80 82 84 86 88 90 92 0 2 4 6 8 10 12 P o n to s d e M ín im o N X mín vs N Rio de Janeiro – RJ 2018 Máximo Mínimo Média por método Discrepância Método gráfico 10,56 GHz 10,13 GHz 10,345 GHz 1,71% Método estatístico 11,5 GHz 11,11 GHz 11,305 GHz 7,41% 8. Experiência 6: Reflexão de microondas Quando uma onda eletromagnética incide sobre uma superfície, dois fenômenos podem ocorrer: a reflexão e a refração. A reflexão trata da parte da onda que retorna para o mesmo meio no qual a onda incidiu, enquanto que a onda refratada trata da onda que passa a propagar em um outro meio após a incidência. Nesse experimento proposto será tratada a onda que reflete, ou seja, aquela que retorna o meio no qual a onda primária incidiu. 8.1.O experimento Inicialmente o emissor é colocado no braço fixo do goniômetro, enquanto que o receptor é colocado no braço móvel. Após essa montagem, devem-se tomar todos os cuidados quanto ao fato de que tanto o emissor como o receptor deve estar no mesmo plano, bem como as microondas emitidas devem ter a mesma polarização do receptor. Para a promoção da reflexão, uma placa refletora é colocada de maneira que o ângulo de incidência da onda transmitida pelo emissor forme um ângulo de 45° com a normal dessa placa. A medida, que o braço que contém o receptor é movimentado, também é alterado o ângulo deste em relação a onda refletida e com isso altera-se a intensidade por ele captada. Após a manipulação do goniômetro verificou-se que com um ângulo de 44° em relação a normal, o receptor detectou a maior intensidade, o confere com a ideia de que o ângulo de incidência coincide com o ângulo de reflexão, isso levando em consideração a soma das incertezas. Alterando-se os ângulos de incidência e de reflexão obtemos os dados abaixo. Placa metálica i(grau) r(grau) Intensidade (u.a.) 20 19 15,1 30 29 18,2 40 41 19,0 50 49 19,8 Rio de Janeiro – RJ 2018 60 58 18,1 70 71 10,3 80 80 12,0 90 90 6,7 Placa fórmica i(grau) r(grau) Intensidade (u.a.) 20 18 2,5 30 27 5,1 40 43 6,3 50 49 8,7 60 59 8,1 70 72 13,2 80 78 12,6 90 87 3,3 y = 0,9854x + 1,1704 R² = 0,9983 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 20 40 60 80 100 𝛉 i 𝛉r Placa metálica Rio de Janeiro – RJ 2018 Nos dois gráficos podemos ver coeficientes angulares muito próximos a 1, o que é coerente, mais uma vez, com a ideia de que todo ângulo de reflexão confere com o ângulo de incidência. Para a placa metálica podemos verificar uma discrepância de 2%, enquanto que para a placa fórmica podemos verifica a discrepância de 1%. Uma observação importante que deve ser feita é com relação a intensidade que foi detectada, pois todas as vezes que se aumentava o ângulo, a partir de algum momento, começava-se a verificar o aumento da intensidade detectada. Esse fenômeno pode ser bem explicado quando observamos a característica de montagem do próprio experimento, pois toda vez que aumentamos o ângulo, acabamos por fazer com que a corneta de recepção receba ondas diretamente da corneta emissora, pois como já visto, apesar de uma direção preferencial de emissão das ondas, ainda existem lóbulos secundários que as transmite e dessa forma existe uma parte das ondas emitidas que se direciona para a corneta de recepção sem passar pelo processo de reflexão. 9. Experiência 8: Interferência por fendas duplas Uma frente de onda corresponde a uma área normal a direção de propagação dessa mesma onda, e quando se deseja investigar o efeito da interferência a uma onda o que comumente se faz é dividir essa frente de onda por meio de interferômetros que dividem essa frente de onda de maneira que essas se recombinem posteriormente com uma determinada diferença de fase. Quanto ao mecanismo dos interferômetros podemos dizer que existem aqueles que dividem a amplitude e os que dividem a frente de onda. Um interferômetro que divide a amplitude, geralmente é empregado em fontes extensas, y = 0,9976x + 1,0027 R² = 0,9917 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 𝛉 i 𝛉r Placa fórmica Rio de Janeiro – RJ 2018 como é o caso do interferômetro de Michelson. Um interferômetro que divide a frente de onda é utilizado com fontes pequenas, como o interferômetro de fenda dupla de Young. Em ambos os casos é observado máximos e mínimos de intensidade, que correspondem a padrões que denominam-se franjas. 9.1.O experimento No experimento proposto o feixe de microondas passarápor um obstáculo de fenda dupla, onde suas frentes de onda serão divididas e se recombinaram por meio do mecanismo da superposição de ondas, formando interferências construtivas e destrutivas, devido a diferença de fase posterior ao processo difração. Essas interferências resultarão nos padrões de máximo e mínimos de intensidade verificados durante o experimento. 9.2. Dados Numa incidência reta sobre a fenda dupla o emissor e o receptor devem estar paralelos um em relação ao outro. Movimentando o receptor deve-se buscar a primeira intensidade máxima de leitura. Para os pontos de máximo de intensidade, temos: Onde λ=2,85cm Rearrumando essa relação podemos determinar o previsto para as posições de máximo de intensidade: Onde d=11cm Rio de Janeiro – RJ 2018 Para os pontos de mínimo, temos: Mais uma vez λ=2,85cm e d=11cm. Alterando a distância entre receptor e emissor ficamos com os seguintes dados: Ordem Máximos m experimental(grau) previsto(grau) Imáx(u.a.) 3 52 51 0,05 2 40 35,4 0,09 1 16 15 1,10 -1 18 16 1,20 -2 40 33,2 0,08 -3 50 51 0,04 Ordem Mínimos m experimental(grau) previsto(grau) Imáx(u.a.) 2 45,0 42,4 0 1 25,0 23 0 0 8,0 7,5 0 -1 30,0 22,9 0 -2 38,0 48,4 0 10. Experiência 11: Interferômetro de Fabry-Perot O experimento consiste de duas barreiras refletoras, onde as ondas sofreram interferência e dessa forma será possível observar máximos e mínimos de intensidade que correspondem respectivamente a interferências construtivas e destrutivas, uma vez que entre essas placas se forma um onda estacionária a qual desejamos determinar o seu comprimento de onda. 10.1. Dados d0 = 60cm corresponda a distância entre a primeira placa refletora e o transmissor de microondas. Rio de Janeiro – RJ 2018 A segunda placa refletora deve ser variada lentamente, de maneira que fora tomado nota dos valores dmax, que são distâncias onde ocorre a máxima intensidade. N D Max (cm) Intensidade (u.a) 1 53 4,2 2 51,5 4,2 3 50,1 4,1 4 48,5 4,1 5 47 4,1 6 46,1 3,9 7 45 3,7 8 44 3,7 9 42,2 3,9 10 40,5 4,1 11 39 4,2 12 38 4,4 13 36,5 4,5 14 35 4,5 15 33,5 4,5 16 32 4,3 17 30,6 4,4 18 29 4,4 19 28 4,5 20 26,5 4,7 21 25,2 6 22 23,5 6 23 13 5,9 24 11 5,9 N d (cm) Δd (cm) Comprimento de onda λ (cm) Intensidade (u.a.) 4 4,5 - 2,30 4,10 8 10,5 6,5 2,70 4,00 12 16,0 6,0 2,70 4,45 16 22,0 5,8 2,75 4,20 20 27,0 5,8 2,80 4,30 24 32,0 5,6 2,80 5,10 As informações acima fornecem o dado de que λ=2,70 cm, que é um valor muito próximo ao valor real de λ=2,85 cm.
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