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Medidas a serem realizadas
1) Laser 1 (verde)
D = distância da fenda ao anteparo
D = distância do meio do máximo central ao meio do
d1 = primeiro mínimo, m = 1
d2 = segundo mínimo, m = 2
d3 = terceiro mínimo, m = 3
d4 = quarto mínimo, m = 4
2) Laser 2 (vermelho)
Repetir todas as medidas.
Pricípio de Huygens
Todos os pontos de uma frente de onda funcionam como fontes pontuais para ondas secundárias.
A figura 1 representa as intensidades relativas da luz no anteparo, para a difração da fenda única, com a condição a λ satisfeita.
a sen θ = m λ
(Mín m = 1, 2, 3,…)
A máxima intensidade P0.
Em P1, primeiro mínimo (m = 1),
Em P2, segundo mínimo (m = 2),
E assim sucessivamente.
Se a λ , no anteparo tem-se uma imagem central intensa, acompanhada de imagens de intensidade menor, distribuídas simetricamente em relação à imagem central.
Este conjunto luminoso, projetado no anteparo, recebe o nome de espectro de difração da fenda única.
Difração de fenda única
Quando um feixe luminoso atravessa uma fenda de largura "a", sendo a >>λ, o feixe luminoso passa pela fenda sem sofrer mudança de direção, reproduzindo em um anteparo uma imagem com a mesma largura da fenda.
Perguntas motivadoras
Porque as duas figuras no anteparo não tem a mesmas dimensões de suas respectivas fendas?
2) Como medir a dimensão da fenda fina?
O máximo central se justifica pois as ondas provenientes de quaisquer ponto da fenda percorrem aproximadamente a mesma distância até o anteparo.
Divide-se a fenda de tal forma que sempre exista uma onda (raio) capaz de interferir com a outra destrutivamente, formando um mínimo no ponto P1.
Se D>>a , temos que r1//r2
Δs = a/2 sen θ (fig. 1)
Δs = 1/2λ (fig. 2)
Δs = a/2 sen θ = 1/2λ
a sen θ = λ (m=1)
Montagem experimental
Foto
Material necessário
Três borrachas escolares grandes;
Duas lâminas (giletes);
Duas fontes monocromáticas de luz com comprimento de onda diferentes (lasers);
Uma régua;
Papel milimetrado.
Ainda,
H senθ = d
Para D>>d, sen θ = d/D e a senθ= mλ
a = mλD/d m = 1,2,3,....(mín.)
Δs = a/4 sen θ = 1/2λ
a sen θ = 2λ (m=2)
Generalizando temos,
a sen θ = mλ onde m = 1, 2, 3,.... (mínimos)
Agradecimentos
Aos nossos alunos que nos motivaram;
À iniciativa do CBPF por realizar o PROFCEM;
Aos coordenadores do PROFCEM;
Aos colegas de curso.
Objetivos:
Relacionar os conceitos físicos: Onda e luz.
Observar o fenômeno de difração da luz em fenda única.
Analisar o fenômeno de interferência construtiva e destrutiva.
Trabalhar a interdisciplinaridade:
Física, matemática, trigonometria e geometria.
Física Clássica através de Experimentos
"Ruralinos"
Jefferson, Juliana, Amon
PROFCEM – CBPF
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