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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO AMAZONAS – UEA ESCOLA SUPERIOR DE TECNOLOGIA – EST MATHEUS VALENTE DE LIMA INTERFERÊNCIA RELATÓRIO Nº 08 MANAUS – AM 2019 MATHEUS VALENTE DE LIMA INTERFERÊNCIA Oitavo relatório do Experimento realizado na Escola Superior de Tecnologia – EST-UEA, para obtenção de nota parcial no 2º Semestre de 2019, na disciplina de Laboratório de Física II, ministrada pelo Prof.º José Luiz Nunes de Mello. MANAUS – AM 2019 INTRODUÇÃO Este relatório é referente ao experimento: Interferência. Onde será revisado os conceitos visto de física, como uma onda eletromagnética, comportamento de difração e espectroscopia. 1. OBJETIVOS GERAIS Interpretar os resultados da interferência em um conjunto de fendas. Obter o comprimento de onda de uma fonte monocromática. 2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA Luz Visível Sabemos que todas as ondas eletromagnéticas se propagam no vácuo com a velocidade da luz. As ondas eletromagnéticas transportam momento e energia para longe de uma fonte. É importante lembrar que as ondas eletromagnéticas se diferenciam pela sua frequência e comprimento de ondas, e a interação dessas ondas com a matéria depende da frequência da onda e da estrutura atômico-molecular da matéria. A forma mais simples das ondas eletromagnéticas corresponde ao espectro eletromagnético que o nosso olho consegue enxergar. A luz é produzida por corpos que estão com alta temperatura (como o filamento de uma lâmpada) e pela reorganização dos elétrons em átomos e moléculas. Os comprimentos de onda da luz visível são classificados segundo a cor, do violeta, que tem comprimento de onda λ = 4 . 10-7 m, ao vermelho, cujo comprimento de onda é λ = 7 . 10-7 m. Portanto, a sensibilidade dos olhos é uma função do comprimento de onda e é máxima para um comprimento de onda λ = 5,5 . 10-7 m (amarelo-verde). A visão é o resultado dos sinais transmitidos ao cérebro por dois elementos presentes na retina: os cones e os bastonetes. Os cones são elementos que se ativam quando há presença de luz de forma intensa (como a do dia); e são sensíveis à cor. Já os bastonetes são elementos capazes de atuar com iluminação menos intensa (como, por exemplo, em uma sala escurecida); e são menos sensíveis à cor. A luz é tão importante que originou o desenvolvimento de um ramo especial da Física aplicada: a Óptica. Esta ciência estuda os fenômenos relacionados à luz e à visão, incluindo também o desenho dos instrumentos ópticos. Faixa do espectro visível Na experiência realizada por Young, são utilizados três anteparos, sendo o primeiro composto por um orifício, onde ocorre difração da luz incidida, o segundo, com dois orifícios, postos lado a lado, causando novas difrações. No último, são projetadas as manchas causadas pela interferência das ondas resultantes da segunda difração. Ao substituir-se estes orifícios por fendas muito estreitas, as manchas tornam-se franjas, facilitando a visualização de regiões mais bem iluminadas (máximos) e regiões mal iluminadas (mínimos). Observa-se que o máximo de maior intensidade acontece no centro, e que após este máximo, existem regiões de menor intensidade de luz, e outras de mínimos, intercalando- se. 2.3 MATERIAIS 2 fontes de luz monocromática. Uma escala milimetrada com zero central; 1 apoio para rede de difração; 1 rede de difração de 1000 fendas/mm; 1 rede de difração de 570 fendas/mm. 1 rede de difração de 50 fendas/mm. 2.4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Inicialmente um feixe de luz concentrada de cor vermelha foi apontado para o zero da escala milimetrada. Em seguida, uma rede de difração de 1000 fendas por mm foi posicionada de forma que o feixe incidisse na rede e refratasse incidindo na escala milimetrada a 18,3cm de distância. Ao ligar o dispositivo responsável por emitir o feixe de luz vermelha foi possível observar o fenômeno de difração e de interferência com clareza: na escala milimetrada era possível observar pontos onde a intensidade do feixe vermelho era mais forte e pontos onde a intensidade era mais fraca e as distâncias entre os máximos de intensidade eram quase as mesmas. Utilizando a escala milimetrada no sentido QP – PQ, temos o seguinte desenho: Imagem própria A distância L medida foi de 18,3cm e P foi de 155mm. O ângulo L, foi calculado através da relação dos triângulos: tan 𝜃 = 155 × 10−3 18,3 × 10−2 𝜃 = 40,26° Com o valor do ângulo, calculamos, para o primeiro máximo: 𝜆 = 𝑑 sin 𝜃 𝜆 = 10−6 sin 40,26° 𝜆 = 548µ 𝜆 = 548 ± 10𝑛𝑚 Para o experimento de espectroscopia, observou-se a luz emitida pelo centro do aparato pela rede de difração de 570 fendas/mm dessa vez posicionada a 22 cm do centro do aparato. 𝜃 = 22,25° 𝜆 = 𝑑 sin 𝜃 𝜆 = 10−6 sin 22,25° 𝜆 = 255 ± 10𝑛𝑚 Em seguida, uma rede de difração de 50 fendas por mm foi posicionada de forma que o feixe incidisse na rede e refratasse incidindo na escala milimetrada a 28,5cm de distância. 𝜃 = 2,01° 𝜆 = 𝑑 sin 𝜃 𝜆 = 10−6 sin 2,01° 𝜆 = 90 ± 10𝑛𝑚 m 1 1 2 1 2 3 4 5 6 7 d 10−6 1,75.10−6 1,75.10−6 2.10−5 2.10−5 2.10−5 2.10−5 2.10−5 2.10−5 2.10−5 m/d 106 57,1428 1142857 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 Posição P (cm) 15,5 9 2,5 1,0 2,0 3,0 3,9 4,9 5,9 6,8 L (cm) 18,3 22 22 28,5 28,5 28,5 28,5 28,5 28,5 28,5 Ɵ 40,26 22,249 48,652 2,01 4,014 6,009 7,792 9,756 11,696 13,420 Sen Ɵ 0,646 0,379 0,751 0,035 0,07 0,105 0,136 0,17 0,203 0,232 GRÁFICO IMAGENS DO EXPERIMENTO Imagem 1: Escala milimetrada Imagem 2: Fonte Luminosa 3. CONCLUSÃO Este fenômeno que foi escrito por Young, acerca da equação deduzida para interferência, o que proporciona o cálculo do comprimento de onda de cada raia. Os dados obtidos não foram os ideais, porém é importante de ressaltar a dificuldade de obtenção precisa dos dados. BIBLIOGRAFIA Luz Visível, O espectro da luz visível. Física – Magnetismo, Disponível em: <https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/luz- visivel.html>. Acesso em: 28 de nov. de 2019 https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/luz-visivel.htm https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/fisica/luz-visivel.htm
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