CONSERVAÇÃO DO Momento angular
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INTERFERÊNCIA Prof. André L. C. Conceição DAFIS CAPÍTULO 35 – HALLIDAY, RESNICK. 8ª EDIÇÃO Interferência Revisão Superposição de ondas construtiva destrutiva Óptica ondulatória 1 Desafio do dia Estes dois fenômenos acontecem devido ao mesmo princípio físico da ótica? Bolha de sabão Arco-íris Comprimento de onda e índice de refração l varia Veloc. varia veloc. v ln f n n O que acontece com a freqüência? não muda! Diferença de caminho óptico n2 n1 n2 > n1 L 2 Diferença de caminho óptico n2 n1 N número de l no meio L A diferença de fase entre duas ondas luminosas pode mudar se as ondas atravessarem materiais com diferentes índices de refração. Diferença de caminho óptico n2 n1 L Por exemplo: N2 – N1= 22,4 ; um deslocamento de um número inteiro (22 no caso) coloca novamente as ondas em fase, portanto o que interessa é a casa decimal. Neste caso a diferença efetiva é de 0,4 comprimentos de onda. Se: • N2 – N1 = 0,5 ondas totalmente fora de fase: interferência destrutiva (pto escuro); • N2 – N1 = 1,0 ou 0,0 ondas totalmente em fase: interferência construtiva (pto claro); Verificação As ondas luminosas dos raios da figura abaixo têm o mesmo comprimento de onda e estão inicialmente em fase. (a) Se o material de cima comporta 7,60 comprimentos de onda e o material de baixo comporta 5,50 comprimentos de onda, qual é o material com maior índice de refração? (b) Se os raios luminosos forem levemente convergentes, de modo que as ondas se encontrem em uma tela distante, a interferência produzira um ponto muito claro, um ponto moderadamente claro, um ponto moderadamente escuro ou um ponto escuro? n2 n1 L 3 O experimento de Young Thomas Young (1801) luz é onda sofre interferência - mediu lméd = 570 nm luz solar (hoje 555 nm) Difração Onda + Obstáculo com abertura da ordem de λ = Difração Limitação da ótica geométrica, onde as OEMs são representadas por raios. Pelo princípio de Huygens Todos os pontos de uma frente de onda se comportam como fontes pontuais para ondas secundárias. Depois de um intervalo de tempo t, a nova posição da frente de onda é dada por uma superfície tangente a estas ondas secundárias 4 O experimento de Young Figura de interferência A localização das franjas q D D >> d S1 q q q d tela q S2 Intensidade DL DL (franjas claras) (franjas escuras) A localização das franjas 5 Verificação Na figura abaixo, qual é o valor de DL (em número de comprimentos de onda) e a diferença de fase (em comprimentos de onda) para os dois raios se o ponto P corresponde (a) a um máximo lateral de terceira ordem e (b) a um mínimo de terceira ordem? q D D >> d S1 q q q d tela q S2 DL ordem (franjas claras) (franjas escuras) Exercícios 1) Em um experimento de Young, a distância entre as fendas é de 100 vezes o valor do comprimento de onda da luz usada para iluminá-las. (a) Qual é a separação angular em radianos entre o máximo de interferência central e o máximo mais próximo? (b) Qual é a distância entre estes máximos se a tela de observação estiver a 50,0 cm de distância das fendas? 6 Exercícios 2) Na figura abaixo, qual é a distância na tela C entre dois máximos adjacentes nas proximidades do centro da figura de interferência? O comprimento de onda λ da luz é 546 nm, a distância entre as fendas d é 0,12 mm e a distância D entre as fendas e a tela é 55 cm. Suponha que o ângulo da figura é suficientemente pequeno para que sejam válidas as aproximações senθ ≈ tg θ, onde θ é expresso em radianos? q D >> d S1 q Dy 2,5 mm d q S2 DL Aplicações Filmes anti-reflexivos para lentes, espelhos dielétricos, filtros de interferência, etc 7 Próxima aula Continuação do TEMA: Interferência Bibliografia Básica: 1) HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; e WALKER, J.; Fundamentos de Física. Volume 1: Mecânica. 8ª edição. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora S.A. 2009. 2) TIPLER, P. A.; MOSCA, G.; Física para cientistas e engenheiros. Volume 2: Eletricidade e Magnetismo, Óptica. 6ª edição. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos Editora S.A. 2012 8
