A Difração da Luz por Fenda Simples
Por: Camila Ferreira • 13/9/2023 • Relatório de pesquisa • 2.113 Palavras (9 Páginas) • 111 Visualizações
UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO – UFMA[pic 1]
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA - CCET
BACHARELADO INTERDISCIPLINAR EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA
São Luís, 05 de setembro de 2023
Disciplina: CCCT0025 - Física Experimental II (CT) (2023 .2 - T03)
Prof. Dr. Paulo Rogerio Dias Pinheiro.
Bryan Windsor Queiroz de Sousa
Camila Santos Ferreira
Danielle Maria Carvalho da Silva
João Guilherme Gama Ferreira Corrêa
João Pedro Teixeira de Nazaré
Matheus Lucas Carneiro Chagas
Raimundo Nonato Silva Santos
EXPERIMENTO II: Difração da Luz por Fenda Simples.
São Luís – MA
2023
Bryan Windson Queiroz de Sousa
Camila Santos Ferreira
Danielle Maria Carvalho da Silva
João Guilherme Gama Ferreira Corrêa
João Pedro Teixeira de Nazaré
Matheus Lucas Carneiro Chagas
Raimundo Nonato Silva Santos
EXPERIMENTO II: Difração da Luz por Fenda Simples.
Relatório acadêmico apresentado como requisito parcial para à obtenção de nota relativa a segunda nota de avaliação para a disciplina de Física Experimental II, pelos alunos do 5º periodo do curso de Bacharelado Interdisciplinar em Ciência e Tecnologia da Universidade Federal do Maranhão (UFMA).
Prof. Dr. Paulo Rogerio Dias Pinheiro.
São Luís – MA
2023
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO3
2. OBJETIVOS4
3. EQUIPAMENTOS E COMPONENTES4
4. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA4
4.1 PRINCÍPIO DE HUYGENS - FRESNEL 4
4.2 DIFRAÇÃO DA LUZ POR FENDA SIMPLES5
5. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS7
5.1 ETAPA 018
5.2 ETAPA 02 8
6. RESULTADOS E DISCUSSÕES9
7. CONCLUSÃO10
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS11
EXPERIMENTO II: Difração da Luz por Fenda Simples.
- INTRODUÇÃO
Um corpo opaco, quando iluminado por uma fonte pontual, produz em um anteparo uma figura formada por regiões claras e escuras, completamente diferente daquela predita pelos princípios da óptica geométrica. Tais figuras são explicadas pelo fenômeno da difração da luz, o qual foi observado pela primeira vez por Francesco Grimaldi (1618-1663).
A difração é a dispersão da frente da onda do feixe que ocorre sempre que a luz se propaga. O efeito é evidenciado quando a luz é transmitida por obstáculos ou orifícios cuja a dimensão é da mesma ordem de grandeza que seu comprimento de onda.
A óptica de Fourier é a mais poderosa ferramenta usada para investigar como um sinal é afetado por sistemas óptico (lentes e aberturas). Podemos entender qualitativamente vários fenômenos físicos através desta formulação matemática, sem entrar em detalhes no problema que está sendo estudado sobre difração.
O Princípio de Huygens, cada ponto em uma frente de onda atua como uma fonte secundária de ondas esféricas que se propagam em todas as direções no espaço. A nova frente de onda em qualquer instante subsequente é a superfície tangente a todas essas ondas esféricas individuais.
O autor ainda destaca que uma frente de onda pode ser descrita pela soma entre ondas esféricas secundárias (mini ondas de Huygens) que se originaram em um instante anterior, explicando assim qualitativamente as características essências do fenômeno de difração.
Esse princípio foi posteriormente modificado por Fresnel, que propôs que as ondas secundárias não têm a mesma intensidade em qualquer direção, sendo mais intensas na direção original de propagação e se anulando na direção perpendicular. Esta proposta ficou conhecida como princípio de Huygens-Fresnel.
- OBJETIVO
A finalidade desta aula experimental em laboratório consiste em observar o fenômeno da difração da luz, bem como observar o padrão de franjas claras e escuras, em decorrência da interferência da luz.
- EQUIPAMNETOS E COMPONENTES
- Feixe De Luz Monocromática Na Cor Vermelha;
- Obstáculos Com Fendas De 0.1 mm, 0.2 mm, 0.4 mm, e 0.8 mm;
- Ateparo;
- Instrumentos de Medição: Fita Métrica e Paquimetro.
- FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Difração é o nome dado aso fenômenos associados ao desvio da propagação da luz em relação ao previsto pela óptica geométrica (ou seja, raios retilíneos) e que põem de manifesto a natureza ondulatória da luz.
4.1. PRINCÍPIO DE HUYGENS - FRESNEL
O Princípio de Huygens-Fresnel é um conceito fundamental na teoria das ondas eletromagnéticas que descreve como a luz se propaga como uma onda através do espaço. Ele foi desenvolvido por Christian Huygens no século XVII e aprimorado por Augustin-Jean Fresnel no século XIX. Esse princípio é essencial para entender a difração, a refração, a reflexão e outros fenômenos ópticos.
O Princípio de Huygens-Fresnel afirma o seguinte: Cada ponto em uma frente de onda atua como uma fonte secundária de ondas esféricas que se propagam em todas as direções no espaço. A nova frente de onda em qualquer instante subsequente é a superfície tangente a todas essas ondas esféricas individuais.
Em outras palavras, imagine uma superfície que representa uma frente de onda leve. Cada ponto nesta frente de onda atua como origem, gerando ondas esféricas secundárias que se propagam a partir desse ponto. A nova frente de onda é formada pela união destas ondas esféricas secundárias, ou seja, é a superfície tangente de todas estas ondas esféricas secundárias.
4.2. DIFRAÇÃO DA LUZ POR FENDA SIMPLES
A difração da luz por fenda simples é um fenômeno óptico que ocorre quando a luz incide em uma abertura estreita ou fenda muito fina e se propaga além dessa abertura, criando padrões de interferência característicos.
Esse fenômeno é resultado da natureza ondulatória da luz, e a difração é mais pronunciada quando a largura da fenda é da mesma ordem de magnitude ou menor que o comprimento de onda da luz incidente.
Na figura 1, um feixe de luz monocromática de comprimento de onda λ passa por uma fenda de largura b e atinge um anteparo a uma distância z. [pic 2]
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