Relatorio - Fisica Moderna

Determinação do Comprimento de Onda da Luz

Samuel Soares de Souza Santos

Graduação em Física, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, Alagoas, Brasil.

Resumo

O presente trabalho consiste em um relatório cujo objetivo central foi a determinação do índice de refração do vidro através da utilização de um aparato Michelson-Morley acrescido de um espelho de espessura conhecida. O experimento foi realizado sob a supervisão do professor Érico, como requisito de avaliação da disciplina Física Moderna Experimental no corrente semestre letivo.

Introdução

A interferometria é um ramo da óptica que usa o fenômeno da interferência para determinar grandezas físicas. Seu estudo pode ser aplicado de múltiplas maneiras: da medição de comprimentos de onda e frequências ópticas e do índice de refração de certos matérias, que caracteriza o mote deste relatório experimental à medições na escala estelar, como é o caso da recente detecção de ondas gravitacionais realizada por pesquisadores no MIT. O aparecimento dos lasers, e especialmente dos diodos laser, a substituição progressiva do olho humano pelos fotodetectores, o avanço do processamento de sinais digitais e até o desenvolvimento da óptica não-linear têm direcionado o desenvolvimento e a criação de novas aplicações nesta área.

O interferômetro de Michelson é um interferômetro simples, que pode apresentar-se em diversas variantes, permitindo o estudo da interferência e a implementação em diversas áreas do conhecimento. Este interferômetro é o mais simples e mais conhecido dos interferômetros de divisão de feixe. O seu uso tem a vantagem de os feixes sobrepostos estarem claramente separados antes da recombinação, visto que um deles pode sujeitar-se, isoladamente, a alterações ópticas controláveis. Uma das variantes do interferômetro de Michelson é o interferômetro de Twyman-Green, onde a diferença essencial em relação ao primeiro é o fato dos feixes serem constituídos por luz colimada. Este último é um instrumento muito importante no teste de sistemas ópticos. Introduzindo um segundo espelho, obtemos o interferômetro de Mach-Zehnder. Este interferômetro possui um alinhamento mais complicado, mas, em contrapartida, apresenta maior versatilidade em suas aplicações.

O objetivo do experimento foi de realizar uma medição do índice refração do vidro. Para tanto, o aparato Michelson-Morley foi acrescido de uma lamina de vidro conforme é apresentado a seguir:

Figura 1: Interferômetro modificado Michelson para medidas de índice de refração de uma placa de vidro. Fonte: IF-UFAL.

[pic 1]

Inicialmente, o feixe de luz atravessou uma lente de 10 mm de distancia focal, e em seguida, incidiu perpendicularmente sobre o divisor de feixes, que divide o feixe em duas partes. Uma parcela da luz foi transmitida e outra refletida. A parcela transmitida incidiu sobre um dos espelhos e voltou para o divisor. Já o feixe refletido passou através da amostra que estava posicionada entre o divisor e o espelho fixo, e logo após ter incidido sobre o espelho, voltou em direção ao divisor de feixes onde sofreu interferência com a outra parcela e assim, formou o padrão de interferência no anteparo.

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