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Relatório Difração de Luz

Por:   •  26/9/2018  •  Relatório de pesquisa  •  957 Palavras (4 Páginas)  •  226 Visualizações

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TOCANTINS

CAMPUS DE GURUPI

CURSO DE ENGENHARIA BIOTECNOLÓGICA

DISCIPLINA DE FISICA EXPERIMENTAL B

DIFRAÇÃO DA LUZ EM FENDAS

ALUNAS: Bárbara Marques Bianchini

Carlos Eduardo de Paula e Silva

Iohanna Gabrielle Ponki Kückelhaus

PROF.: Fabiano Kenji Nohama

DATA: 25/09/2013

Turma B

Gurupi/TO

Set./2013

1. OBJETIVOS

Obter o comprimento de onda  do laser e com este valor determinar as larguras de duas fendas.[pic 1]


2. INTRODUÇÃO

A difração é um fenômeno que pode ser observado nas ondas, como, por exemplo, a onda sonora, que sofre difração ao sair pela pequena abertura da boca e se espalha pelo ambiente, havendo uma redução na intensidade da mesma. Sendo a difração um fenômeno ondulatório.

Assim, a difração da luz só é explicada ao considerar a teoria ondulatória da mesma e pode ser entendida como o fenômeno que provoca distorção na trajetória da luz quando esta passa ao redor de obstáculos ou por orifícios. A constatação deste fenômeno pode ser feita ao observar a figura de difração de uma fonte luminosa, que consiste em uma série de máximos laterais (estreitos e claros) em ambos os lados do máximo central (largo e escuro), sendo os máximos separados por mínimos, conforme a figura abaixo:

[pic 2]

Fig. 1 – Figura de difração da luz

A posição dos mínimos obedece à relação matemática abaixo, em que λ é o comprimento de onda da fonte de luz que sofre difração ao atravessar um fenda de largura ‘a’; m é a ordem de difração do mínimo de interesse e θ é o ângulo entre o eixo horizontal, de tamanho L entre a fenda e o anteparo, e a reta que liga a fenda ao mínimo analisado.

a senθ = mλ  (Eq. 1)


3.  MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 Materiais:

1) Lanterna de luz laser;

2) Mesa suporte acoplável ao cavaleiro;

3) Cavaleiro;

4) Máscara contendo fenda única de larguras 0,1mm; 0,2mm e 0,3mm.

5) Papel branco.

3.2 Procedimento:

A) Colocou no trilho o cavaleiro, fixado à mesa suporte, alinhado com a lanterna de luz laser. Fixou a máscara com fenda na mesa de suporte, fazendo o laser atravessar a fenda de largura 0,3mm. A distância L entre a máscara e a parede foi medida.

B) Em uma folha presa a parede marcou-se as posições dos mínimos da figura de difração em relação ao pico central (Fig. 2), indicando a sua ordem de difração m.

[pic 3]

                Fig 2 – Esquema do procedimento do experimento

C) Usando os dados obtidos, foi montado o gráfico de senθ x m, obtendo o comprimento de onda λ do laser pelo método dos mínimos quadrados.

D) Repetiu-se o passo B para as outras fendas presentes na mesma máscara e com o valor de λ obtido no passo C determinou-se o valor das larguras das fendas e comparou-se com o valor informado pelo fabricante.

4. RESULTADOS E DISCUSSÕES

A distância medida entre a máscara e a parede foi L = (388  0,05) cm e as posições dos mínimos obtidos com sua respectiva ordem de difração, tamanho da fenda informado pelo fabricante (afab) e ângulo θ (Eq. 2) estão descritos na tabela abaixo. [pic 4]

    (Eq. 2)[pic 5]

Tabela 1 – Ordem de difração, posição do mínimo, tamanho da fenda e ângulo.

Ordem de difração (m)

Posição

(0,05)cm[pic 6]

Tamanho da fenda afab (mm)

θ

1

0,50

0,3

0,0738

2

1,00

0,3

0,148

3

1,50

0,3

0,221

4

2,00

0,3

0,295

5

2,65

0,3

0,391

6

3,15

0,3

0,465

7

3,70

0,3

0,546

8

4,15

0,3

0,613

9

4,70

0,3

0,694

10

5,15

0,3

0,760

1

0,85

0,2

0,125

2

1,85

0,2

0,273

3

2,70

0,2

0,399

4

3,35

0,2

0,495

5

4,35

0,2

0,642

6

5,10

0,2

0,753

7

5,85

0,2

0,864

8

6,70

0,2

0,989

9

7,60

0,2

1,12

10

8,60

0,2

1,27

1

3,00

0,1

0,443

2

5,65

0,1

0,834

3

8,50

0,1

1,25

4

11,4

0,1

1,68

Linearizando a equação 1, conforme descrito abaixo, e fazendo o gráfico de senθ x m (Tabela 2), obteve-se o valor do comprimento de onda λ do laser, a saber: 2,094μm (Eq. 3). O valor de A foi encontrado pelo método dos mínimos quadrados (Tabela 3), sendo A = 0,0698.

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