Interferômetro de Michelson e Fabry-Perot
Por: Victor Hugo Ferreira Silva • 21/5/2016 • Relatório de pesquisa • 2.258 Palavras (10 Páginas) • 677 Visualizações
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MATO GROSSO DO SUL
UNIDADE DE DOURADOS
CURSO DE ENGENHARIA FÍSICA
Laboratório de Física Avançada
RELATÓRIO DA AULA EXPERIMENTAL Nº 1
Interferômetro de Michelson e de Fabry-Perot
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DOURADOS – MS
AGOSTO/2015
RELATÓRIO DA AULA EXPERIMENTAL Nº 1
Interferômetro de Michelson e de Fabry-Perot
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DOURADOS – MS
AGOSTO/2015
RESUMO
A experiência teve como intuito observar e caracterizar o fenômeno de interferência da superposição de feixes de luz, podendo assim obter o comprimento de onda da fonte utilizada através da experiência de “Michelson e Fabry-Perrot”. Com a tomada de dados da quantidade de ondas em função da distância, gerou-se um gráfico no software Origin. O valor estabelecimento do comprimento de onda, deu-se pela análise do gráfico e das tabelas de dados gerados. Levando em consideração somente as condições laboratoriais a qual o sistema estava sujeito. O valor foi de , para o de Michelson e, nm para o de Fabry-Perot, um valor com erro percentual de estando compreendido na faixa de erro do valor da fonte de He com valor do comprimento de onda de .[pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]
SUMÁRIO
- Introdução
- Introdução teórica ................................................................................. 6
- Metodologia
- Materiais utilizados................................................................................ 8
- Procedimento Experimental.................................................................. 11
- Resultados
- Análise e tratamento dos dados............................................................. 12
- Discussão dos resultados....................................................................... 14
- Conclusão..................................................................................................... 16
- Referências Bibliográficas............................................................................ 17
- INTRODUÇÃO
- INTRODUÇÃO TEÓRICA
A experiência descrita no presente relatório teve como objetivo observar o fenômeno de interferência de acordo com os experimentos de Michelson e Fabry-Perrot com o interferômetro e assim determinar o comprimento de onda da fonte de Radiação utilizada e sua respectiva incerteza, e comparar os resultados dos métodos entre si e com o valor previamente estabelecido.
Ondas formadas por campos elétrico e magnético oscilantes que se propagam no espaço constitui a luz. Quando dois feixes de luz se encontram no espaço, esses campos eletromagnéticos superpõem-se e o campo resultante é determinado pela soma vetorial dos campos de cada onda. Essa superposição é chamada de interferência. Nos experimentos realizados a interferência provém da diferença entre as fases dos feixes, que se deve a diferença do comprimento do caminho óptico pelo qual cada feixe de luz passa.
Michelson em 1881 construiu um interferômetro afim de comprovar a existência do éter como meio de propagação da luz. Com os estudos e experimentos de Michelson e de outros pesquisadores da época, o éter demostrou-se inviável. Mas o interferômetro tornou-se uma ferramenta com muitos atribuições para aplicações diversas.
A ilustração na figura 1(I) mostra o interferômetro de Michelson e a figura1(II) mostra a interferência causada pela superposição dos feixes de luz. O interferômetro de Michelson é composto por uma fonte de luz, dois espelhos, um compensador óptico e um divisor de feixes. O feixe de luz proveniente da fonte é incidido no divisor de feixes de forma com que o feixe é divido em duas partes iguais. Metade do feixe é incidido no espelho móvel, posicionado paralelo a fonte de luz; e a outra metade do feixe é incidido no espelho ajustável, posicionado perpendicular a fonte de luz. Então, os dois feixes são refletidos em um ângulo de 180o. O feixe de luz ortogonal a fonte também passa por um compensador em seu caminho ótico, antes de atingir o espelho móvel. Após serem refletidos, os dois feixes de luz incidem no divisor de feixes novamente, se recombinando no visor perpendicular ao caminho inicial da fonte de luz. Desde que os feixes são provenientes da mesma fonte, suas fases são bem correlacionadas, de modo que ao se colocar uma lente entre o laser e o divisor de feixe, as franjas de interferência podem ser visualizadas (figura 1(II)).
Veja a ilustração a seguir.
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[pic 7][pic 8]
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Figura 1: I. Interferômetro de Michelson e II. Franjas de interferência.
O instrumento em questão pode ser utilizado de dois modos, sendo esses o interferômetro de Michelson e o interferômetro de Fabry-Perot. Nos dois casos o que se pretende determinar é o comprimento de onda da luz. O que difere um do outro são a disposição do instrumentos ópticos na base do interferômetro. A seguir a representação esquemática do interferômetro de Fabry-Perot.
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Figura 2: Representação Esquemática do interferômetro de Fabry-Perot.
No experimento de Fabry-Perot, o feixe de luz proveniente da fonte é incidido em dois espelhos semi-refletores de forma com que o feixe é dividido em três caminhos ópticos diferentes. Em seguida, os feixes passam por uma lente convergente, convergindo na tela. Resultando no fenômeno de interferência.
- METODOLOGIA
O comprimento da onda (𝝺) pode ser descrito pela relação:
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Sendo a distância percorrida com o espelho e o numero de franjas que cruzam o ponto de referência.[pic 12][pic 13]
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