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A MEDIDA DO COMPRIMENTO DE ONDA DAS FAIXAS ESPECTRAIS DA LUZ, INTERFERÊNCIA, COM BANCO ÓPTICO LINEAR E A MEDIDA DO COMPRIMENTO DE ONDA DE UM LASER, COM BARRAMENTO LINEAR.
Tipologia: Notas de estudo
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Cuiabá-MT Maio/
Este relatório experimental é parte da avaliação da disciplina de Física experimental II, do curso de Engenharia de Alimentos, do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso, Campus Cuiabá-Bela Vista; solicitado pelo Professor Jonas Spolador.
Cuiabá-MT Maio/
2.1 MATERIAIS NECESSÁRIOS 2.1.1 A refração e a dispersão da luz nos prismas e as lentes esféricas e suas principais características. -01 Barramento com escala milimetrada e sapatas niveladoras (6). -01 Fonte de luz branca com feixe direcional e ajuste focal deslizante (1). -01 Cavaleiro magnético. -01 Painel óptico com disco de Hartl e sapatas niveladoras (2). -01 Mesa suporte acoplável a cavaleiro (5). -01 Rede de difração de 1000 fendas/mm (4) e apêndice figura (b) -01escala com fixador magnético e escala de 350-0-350 mm, div 1 mm (3). -01 Lanterna de luz laser. -01 Cavaleiro magnético com caba alinhadora (5), fixação magnética e 2 manípulos fixadores M3 de acessórios;
2.2 MONTAGEM 2.2.1 A medida do comprimento de onda das faixas espectrais da luz, interferência, com banco óptico linear e a medida de onda de um laser, com barramento linear. Executamos a montagem conforme as figuras (1) e (2).
Figura (1) Figura (2)
2.3 PROCEDIMENTOS 2.3.1 A medida do comprimento de onda das faixas espectrais da luz, interferência, com banco óptico linear. Após a montagem dos equipamentos, verificamos se a lanterna e os acessórios se encontravam em bom funcionamento. A lanterna de luz policromática ficou sobre o barramento (6), com a parte frontal alinhada na marca 0A da mesa suporte e o ajuste focal da lâmpada na posição dos 20 mm. O primeiro cavaleiro magnético 1 e a mesa suporte ficaram na primeira fenda da mesa suporte na marca de 0 mm na escala central. A rede de difração foi colocada na primeira fenda da mesa suporte sobre a marca de 0 mm da escala central. Foi necessário algumas vezes, movimentar levemente a rede de difração, fazendo com que o primeiro máximo (3) à esquerda e primeiro máximo à direita ficassem visíveis e sobre a régua. O painel (2) foi colocado à direita do barramento (6) de forma a interceptar frontalmente os feixes luminosos. A régua ou escala (3) foi presa por adesão magnética horizontalmente sobre o painel.
marcamos o primeiro máximo à direita da máxima central e determinamos a distância OP. 2-Medimos a distância L que separa a rede de difração do ponto O. 3-Neste experimento, da mesma forma que a anterior calculamos o comprimento de onda da cor vermelha deste laser. Equação matemática: a. Δx = d sen θ (atraso) b. a 2 = b 2 + c 2 ou hip^2 = OP 2 + L 2 (Pitágoras) c. Senθ = OP / hip = OP/ (OP 2 + L 2 ) d. E (^) exp = [(Teórico- Pratico) /Teórico)x100] (erro experimental) e. mʎ = d senθ Δx= atraso d= distância entre duas fendas consecutivas. Θ= ângulo entre L e OP. a^2 = hipotenusa. b^2 = comprimento do cateto oposto.
c 2 = comprimento do cateto adjacente. L= distância horizontal que separa a rede de difração da régua horizontal. OP= distância entre o zero central e o meio do primeiro máximo de radiação vermelha. E (^) exp = erro experimental Teórico = informações teóricas Prático= informações praticas. m= número de ordem da difração. Neste experimento consideremos m=1. d= distância entre um par de fendas da rede 1000x10-6m = 1,000 x 10 -9nm.
3.0 DISCUSSÃO 3.1 A medida do comprimento de onda das faixas espectrais da luz, interferência, com banco óptico linear. Com todos os equipamentos posicionados e aferidos com a incidência do feixe luminoso sobre o painel, realizamos alguns testes e discutimos seus resultados comparando-os com referências teóricas. 1-As cores observadas neste experimento foram às mesmas encontradas em livros de física, são eles: Vermelho (V), alaranja (A), amarelo (A), verde (V),
azul (A), anil (A) e violeta (V), conforme segue fissura (a) do apêndice. Foi possível visualizar este efeito, quando a luz branca incidiu sobre uma fenda de 1000 ranhaduras/mm, projetando o espectro na régua acoplada ao painel. O nome atribuído a este efeito é denominado de espectro contínuo visível onde à emissão possui todas as cores dentre às quais o ser humano consegue enxergar. 2- À distância OP entre o zero central e o meio da região do primeiro máximo da radiação vermelha encontrado foi de 320 x 10 -2m. A figura (3) é representa esquematicamente as posições O, P e L.
Figura (3) 3- A menor distância “L” que separa a rede de difração da régua horizontal foi de 0,39m. Com a distância OP = 320 x 10-2m e o valor de L. O valor da hipotenusa, que é a distância entre a rede de difração e a metade da região do primeiro máximo da radiação vermelha e usando a equação (b), foi de aproximadamente 0,6871m. 4- A distância utilizada “d” que separa duas fendas consecutivas da rede em nanômetros é de 1000 ranhaduras/mm o que equivale a 1 x 10 -6m que é igual 1 x
10 3 nm. 5-O comprimento de onda médio das radiações refratadas está ordenado na tabela abaixo:
Emissão
Constante de rede=d (m)
(m)
(m)
(m)
(m)
Senθ≈ OP/ (OP 2 +L^2 )
ʎ≈d. senθ (m)
(V) 1 x 10 -6^ 0,320 0,1521 0,1024 0,2545 1,2574 1, x 10 -
A análise dos resultados permite inferir as seguintes conclusões: É possível identificar o ângulo, a frequência, o comprimento de onda de um feixe luminoso, o atraso com que a luz “demora” para refratar, quando são atribuídos ou conhecidos a distância OP entre zero central e o meio da região do primeiro máximo da radiação vermelha tanto do laser quanto do feixe monocromático de luz branca, à distância L que separa a rede de difração da régua horizontal e a distância que separa duas fendas consecutivos da rede em
nanômetros. Com estas informações conseguimos identificar várias variáveis experimentais e compara-las com valores teóricos. A nossa prática experimental foi bem sucedida, com poucos erros, e propulsor de mais uma teoria.
BOSQUILHA, ALESSANDRA e PELLEGRINI, Minimanual Compacto de Física, Teoria e Prática editora Rideel, 2°edição, São-Paulo, 2003
HALLIDAY, RESNICK e WALKER, Fundamentos da Física , volume 4: Óptica e Física moderna, 8°edição, Editora LTC, Rio de Janeiro-2010, páginas (81-135).
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:Espectro_eletromagnetico-pt.svg (acessado em 13 de maio de 2012)
