Experimento 03 - Difração em Fendas e Redes

- Introdução : A difração é um fenômeno característico de ondas. Ao bloquearmos a luz numa abertura, não ocorre uma transição abrupta entre a luz e a sombra como esperado pela óptica geométrica. A difração pode ser interpretada como a interferência de infinitas ondas (wavelets) que passam através de uma abertura.

- Experimental: 1) Utilizando um ou mais lasers, observar e medir as posições angulares dos máximos e mínimos do espectro angular de espalhamento dos seguintes objetos: a) jogo de fendas(1, 2, 3 ...) b) Fio de cabelo. A medida dos ângulos correspondentes à cada máximo ou mínimo pode ser feita por triangulação. 2) Utilizando as figuras e o lambda do Laser ou Lasers , determinar a largura da fenda única assim como a medida da largura das fendas da rede e o diâmetro do fio de cabelo. 3) Comparar as medidas calculadas com as obtidas no microscópio.

- Procedimento: 1) Utilizando a função teórica que representa o padrão de difração de uma fenda única e de um arranjo de N-fendas, encontrar as posições angulares para os máximos e mínimos destas funções que estão relacionados com a largura da fenda e com o péríodo da rede. 2) A partir da medida experimental destas posições angulares dos máximos e mínimos de intensidade, e da expressão encontrada em 1) calcular : a largura da fenda; o período da rede de difração (isto é a separação entre as fendas) e a largura de cada fenda. 3) Comparar os resultados obtidos a partir das medidas de difração com as medidas correspondents feitas no microscópio óptico.

- Bibliografia:

1. F.A. Jenkins & H. E. White: Fundamentals of Optics

2. Eugene Hecht: Optics

3. R. Guenther: Modern Optics,

4. Klein: Optics,

Experimento 05 - Calibração e medida da Dispersão de um Prisma

- Introdução : Prismas são elementos ópticos que têm a função de separar as cores de uma dada fonte, devido ao fato de que o índice de refração do vidro varia com o comprimento de onda.

- Objetivo : Montar a curva de calibração (Ângulo de desvio mínimo X comprimento de onda l) do vidro que compõe o prisma, utilizando lâmpadas espectrais (cujos comprimentos de onda são conhecidos). Com os dados obtidos fazer tambem a curva de dispersão do prisma n X l.

- Experimental: 1) Medir o ângulo formado entre as faces do prisma. 2) Medir o ângulo de desvio mínimo para cada comprimento de onda conhecido de 2 fontes.

- Procedimento:

1)  Fazer uma tabela com os ângulos de desvio mínimo correspondentes a cada comprimento de onda (cor spectral) e traçar o gráfico do ângulo de desvio mínimo X comprimento de onda da fonte ( l ).

2) Utilizando os ângulos de desvio mínimo e o ângulo entre as faces do prisma, encontrar o índice de refração (n) para cada comprimento de onda ( l ) da fonte espectral colocar os dados numa tabela e traçar a curva de dispersão do prisma n X l .

- Bibliografia:

1. F.A. Jenkins & H. E. White: Fundamentals of Optics

2. Eugene Hecht: Optics

Experimento 06 - Interferômetro de Michelson

  - Introdução : O interferômetro de Michelson é um aparelho utilizado para se produzir interferência, ou seja, a partir de uma única fonte se obtem duas ondas (coerentes) que percorrem caminhos diferentes e depois se superpõem novamente gerando franjas interferométricas.

- Experimental: 1) Alinhar e obter franjas no interferômetro de Michelson utilizando como fonte um laser de He-Ne. 2) Andar com o parafuso micrométrico acoplado ao motor ou manualmente e contar o número de franjas que passam no anteparo, entre duas divisões conhecidas do parafuso micrométrico.

3) Repetir o procedimento utilizando agora como fonte um LED ou lâmpada de vapor de sódio ou lâmpada de Hg, ao invés do laser . No caso da fonte de vapor de sódio medir também o período do batimento da visibilidade das franjas de interferência.

•  Procedimento:

•  1) Conhecendo-se o comprimento de onda do laser de He-Ne ( l =633nm), utilizando a contagem das franjas registradas ou contadas, calibrar o movimento do parafuso micrométrico, ou o deslocamento do parafuso micrométrico por divisão.

•  2) Utilizar esta calibração para medir o comprimento de onda médio do LED ou lâmpada de vapor de sódio ou lâmpada de Hg com seus respectivos erros.

•  3) Sabendo-se que a lâmpada de sódio possui duas linhas amarelas muito intensas e próximas, utilizar a medida do período do batimento para estimar a separação entre estas linhas.

•  4) Por quê é mais difícil se observar franjas com os LEDs do que com o Laser ?

•  Bibliografia:

•   

1. F.A. Jenkins & H. E. White: Fundamentals of Optics

2. Eugene Hecht: Optics

3. R. Guenther: Modern Optics,

4. Klein: Optics,