optica - FÍSICA PARA POUCOS

ÓPTICA
ÓPTICA GEOMÉTRICA:
 Raios de luz se propagam em linha reta.
 Estuda os fenômenos que podem ser explicados com essa aproximação, e não dependem da natureza
da luz (onda ou partícula).
ÓPTICA FÍSICA OU ÓPTICA ONDULATÓRIA:
 Estuda os fenômenos que não podem ser explicados
pela propagação retilínea da luz.
 Os principais fenômenos estudados aqui são a
interferência e a difração.
 Leva em conta a natureza ondulatória da luz.
INTERFERÊNCIA:
 Superposição de duas ou mais ondas num determinado
ponto do espaço.
 O deslocamento resultante das partículas nesse ponto é
o somatório dos deslocamentos
devidos às ondas
individuais.
EXPERIÊNCIA DE YOUNG DA DUPLA FENDA:
 1801 – Young demonstra a interferência de ondas luminosas com a experiência da dupla fenda,
evidenciando o caráter ondulatório da luz.
 A luz, ao atravessar a primeira fenda chegam a um segundo anteparo
que contém duas fendas estreitas e paralelas. Essas duas novas
fendas servem como um par de fontes luminosas coerentes.
 A luz proveniente dessas duas fontes produz um padrão visível no
anteparo de observação e consiste em uma série de faixas brilhantes
e escuras (franjas de interferência).
 Franjas brilhantes: interferência construtiva.
 Franjas escuras: interferência destrutiva.
INTERFERÊNCIA DE ONDAS LUMINOSAS:
 Descrição quantitativa da experiência de Young com auxílio de um modelo geométrico.
 Diferença de caminho ( δ ): diferença entre a distância percorrida pelas ondas originadas em cada fenda.
 O modelo admite que a distância L é muito maior que a distância d (L >>d). Nesse caso, os raios
emergentes das fendas são praticamente paralelos. Assim, como mostra a figura (b) teremos:
 Quando a diferença de caminho ( δ ) for um múltiplo inteiro do comprimento de onda
teremos no
anteparo interferência construtiva (franja brilhante). Matematicamente:
d.sen
m.
m 0, 1, 2, 3,...
 Para as franjas escuras teremos:
d .sen
m
1
.
2
m
0, 1, 2, 3,...
 O número inteiro m é chamado de ordem. Assim, para a franja brilhante central temos m = 0, o primeiro
máximo de cada lado da franja central possui m = ± 1 e assim sucessivamente.
 Do triângulo azul podemos escrever, para θ pequeno: sen
 Do triângulo laranja podemos escrever: sen
 Condição para intereferência construtiva:
d.sen
d
d .sen
brilhante
 Substituíndo (I) em (II) e (III):
d .sen
d .tg
d.
d
y
L
m.
brilhante
brilhante
tg
m.
m.
m. .L
y
 Essa relação também vale para uma rede de difração.
m.
y
(I)
L
(II)
(III)