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Instituto de Física USPFAP0214 – Física Experimental IV – 2008
Prof. Manfredo H. Tabacniks
Difração
M.H. Tabacniks, E. Andreoli & A. Suaide, IFUSP 2008
A luz se propaga em linha reta?
M.H. Tabacniks, E. Andreoli & A. Suaide, IFUSP 2008
Difração em orifício
Laser
Laser
M.H. Tabacniks, E. Andreoli & A. Suaide, IFUSP 2008
Difração em fenda e bordas
Resumo difração (fenda)
λ
a
L
θ
y
I0
I1
I2
m1
m2
%5,4045,0 0
1==
I
I
%6,1016,0 0
2==
I
I
condição de mínimo
2
0
=
λθπλ
θπ
θ asen
asensen
IIL
y
L
y ≅
= atanθ
condição de máximo (θ = 0, ~3π/2, ~5π/2..)
Condição de Fraunhofer
0sen =
u
u
du
d
uu =tg
λθπ sena
u =
0 1.57 3.14 4.71 6.28 7.85 9.42 11 12.57 14.14 15.71 17.28 18.850
4
8
12
16
2020
0
tan u( )
u
6 π⋅0 u
M.H. Tabacniks, E. Andreoli & A. Suaide, IFUSP 2008
Difração e interferência por uma fenda dupla
Seja b a distância entre as fendas e a, a largura de cada fenda:
2
20
sin4 cosI I
β αβ =
sindβ π θλ= sin
aα π θλ
=
M.H. Tabacniks, E. Andreoli & A. Suaide, IFUSP 2008
Difração (orifício)
de: Prof. Dr. Edilson Silveira, Universidade Federal da Paraíba, cap. 37 - Difração
M.H. Tabacniks, E. Andreoli & A. Suaide, IFUSP 2008
Difração em fenda dupla e muitas fendas
uma fenda 5 fendas 10 fendas
http://webtop.msstate.edu/index.html
Rede de difração: ~500 fendas/mm
de: Prof. Dr. Edilson Silveira, Universidade Federal da Paraíba, cap. 37 - Difração
2 fendas
5 fendas
λθ md =senm = 0, 1, 2,... número de ordem
M.H. Tabacniks, E. Andreoli & A. Suaide, IFUSP 2008
Rede de difração
M.H. Tabacniks, E. Andreoli & A. Suaide, IFUSP 2008
Objetivos da aula de hoje
� Estudar a difração/interferência dos seguintes objetos:� Fenda simples
� Fenda dupla
� Orifício simples
� fio de cabelo
� A partir da medida dos mínimos de difração e interferência, determinar as dimensões do(s) objeto(s).
M.H. Tabacniks, E. Andreoli & A. Suaide, IFUSP 2008
Arranjo experimental
� Montar: laser + objeto + anteparo� Colocar o anteparo a uma distância razoavelmente grande
para observar as figuras de interferência e difração
Laser
Objeto
Camera
anteparo
M.H. Tabacniks, E. Andreoli & A. Suaide, IFUSP 2008
Arranjo experimental
� Medir a distância L entre o objeto e o anteparo� Fotografar a figura de difração para cada objeto estudado
Laser
Objeto
Camera
anteparoL
M.H. Tabacniks, E. Andreoli & A. Suaide, IFUSP 2008
Análise dos dados
� Fenda simples:� Os mínimos da difração ocorre em:
� Medir a posição dos mínimos e calcular θ.� Fazer gráfico de sinθ em função de m e obter d.
� Fenda dupla:� Repetir o procedimento para fenda simples e obter a largura das
fendas
� Os mínimos de interferência ocorrem em
� Medir a posição dos mínimos de interferência e calcular θ.� Fazer o gráfico de sinθ em função de m e obter a.
sind mθ λ= ±
sin ( 1 2)a mθ λ= +
M.H. Tabacniks, E. Andreoli & A. Suaide, IFUSP 2008
Análise dos dados
� Orifício simples:� Os mínimos da difração ocorre em:
� Medir a posição dos mínimos e calcular θ.� Fazer gráfico de sinθ em função de j e obter a.
sin1.22;2.23;3.24;...( )
/j
a
θλ=