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Alexandre Suaide
Ed. Oscar Sala
sala 246
ramal 7072
Introdução às Medidas em Física Bloco I, 4a Aula (05/04/2005)
http://dfn.if.usp.br/~suaide/fap0152
Objetivos
Como medir comprimentos inacessíveis com instrumentos comuns (régua, trena, paquímetro, etc)?
Medidas indiretas– Usar fenômenos físicos ou propriedades
geométricas onde a medida que quer-se efetuar esteja relacionada ao fenômeno observado.
Fenômeno da difração da luz para medida de comprimentos pequenos
Luz: um tipo de onda
O que são ondas?– Uma onda é uma transmissão de um
sinal, de um ponto a outro, com uma velocidade bem definida
– Não há transporte de matéria, somente energia.
Tipos de ondas
Mecânicas: som, mola, etc.
Eletromagnéticas: luz, rádio, etc.
Algumas propriedades básicas das ondas
Freqüência ( f )– Número de oscilações por
unidade de tempo– Em geral, utiliza-se o hertz (Hz)
que significa “oscilações por segundo”
Comprimento de onda ( )– Distância (espacial) entre dois
pontos de igual intensidade da onda
Amplitude– Intensidade da onda
v
f Comprimento
de onda
velocidade
freqüência
Difração: o que é?
Como um espectador, atrás de uma porta, por exemplo, é capaz de ouvir um som?
Difração: o que é?
Como um espectador, atrás de uma porta, por exemplo, é capaz de ouvir um som?
Difração– Fenômeno comum com todos os tipos de ondas– Desvio sofrido por uma onda ao se deparar com um
obstáculo de dimensões similares ao comprimento de onda. A onda se espalha em torno desse objeto como se o mesmo
fosse uma nova fonte de emissão da onda Se a dimensão do objeto for muito maior (ou menor) que o
comprimento de onda, não ocorre difração.
Difração só ocorre quando as dimensões do obstáculo forem comparáveis ao comprimento de onda
Quem você ouve primeiro?
A luz é uma onda, logo sofre difração
Luz é uma onda eletromagnética– Comprimentos de onda
Desde alguns metros (ondas de rádio) até dimensões nucleares (raios gama)
Luz visível– ~400-800 nm
Difração da luz por uma fenda
A dimensão do obstáculo (fenda) deve ser compatível com o comprimento de onda– Da ordem de m
Difração da luz
Um dos efeitos visíveis da difração da luz é a interferência das várias frentes de onda, que geram um padrão de claro e escuro em um anteparo colocado no caminho da luz.
– Interferência construtiva e destrutiva
Difração da luz
Fazendo um gráfico da intensidade pode-se tornar o efeito mais claro
A distância entre pontos de claro e escuro é proporcional ao comprimento de onda da luz e inversamente proporcional ao tamanho do obstáculo.
Com isso, podemos medir o tamanho do obstáculo !!
Difração da luz
A posição do primeiro mínimo () será dada por:
Se o anteparo está a uma distância D do objeto a ser medido
12sen tan
L
D d
d
sen
1
1
2sen tan
2
2k
L
D dD
dL
Dd k
L
D
L1Ou, no caso do k-ésimo mínimo
L2
Atividades da aula
Realizar a experiência proposta na apostila, página 36.
Perguntas Q1-43 à Q1-46
IMPORTANTE: Note que as atividades não se resumem apenas a responder as perguntas. Tente explicar as suas atividades de forma clara e concisa descrevendo os passos da montagem experimental, tomada e análise de dados.
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