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