OS ESPECTROS SULCADOS POR INTERFERÊNCIA

UNIVERSIDADE FEDERAL DA BAHIA INSTITUTO DE FÍSICA DEPARTAMENTO DE FÍSICA DO ESTADO SÓLIDO FIS 124 – FÍSICA GERAL E EXPERIMENTAL IV-E T 01   -   P 07

EXPERIÊNCIA 06:

ESPECTROS SULCADOSPOR INTERFERÊNCIA

Autor

Salvador

2009

Resumo

Neste experimento nós desejamos determinar a espessura “e” da lâmina e estudar a relação entre k e 1/λ, onde k são os inteiros onde ocorrem interferência destrutiva e λ é o comprimento de onda da luz refratada dentro do espectro visível.

Para tal experimento utilizamos os seguintes aparelhos:

Espectrômetro com um prisma de desvio constante;

- Lâmina de mica;

- Bastão de carvão;

- Fontes de luz de calibração do mercúrio, Hg, e luz branca, com as respsctivas fontes e alimentação.

Trabalhamos com o Método dos Mínimos Quadrados (MMQ) para estudar a relação funcional entre k e 1/λ, pois percebemos que o ajuste entre k e 1/λ pode ser dado por uma reta.

Utilizamos um software, o Origin7.0, para estudar alguns destes parâmetros e também criamos um programa que calcula os coeficientes do MMQ. Este último é de nossa autoria e se encontra anexado ao relatório.

Com estes recursos conseguimos calcular a espessura da lâmina de maneira precisa.

Introdução e Fundamentação Teórica

Seja uma lâmina de uma de uma substância transparente de índice de refração n1 colocada num meio de índice n2, com faces perfeitamente planas e paralelas, de espessura e, iluminada por uma fonte de luz f, plana. Suponhamos primeiro que a luz seja monocromática de comprimento λo e que n1 seja maior que n2 (n1>n2).[pic 1]

No experimento estudaremos uma incidência quase normal o que torna i10 e i20.Nesta caso os comprimentos de onda λo que desaparecem serão dados pela relação abaixo:

                                           2.l.n1 = k. λ        (1)

  Na equação acima, o primeiro membro é uma constante; λo é, portanto uma função hiperbólica de k, melhor notada λ0 ou por λk. Com essa nova notação a equação (1) se torna:          

                      λk = (2.l.n1)/k  ou  k = (2.l.n1)/ λk           (2)

Observa-se um gráfico de 1/ λ x K`, e este é uma reta.

Procedimentos experimentais e tratamento dos dados

O experimento Espectro sulcado por interferência foi feito, na seguinte ordem:

1- Foi calibrado o espectroscópio. A calibração consistiu em procurar a região do verde difratado do prisma de desvio constante para tornar o espectroscópio um aparelho de medida de comprimentos de onda. Em seguida, com o vernier, procuramos os sulcos do espectro visível;

2- Foi verificado se a fonte de luz fornecia feixe horizontal na altura do colimador;

3- Foi feita a montagem ótica da figura abaixo;

[pic 2]

4- A fenda de entrada do espectroscópio foi iluminada com o feixe refletido pela mica;

5- Através da ocular do espectroscópio, os sulcos foram procurados;

6- Após ter encontrado os espectros sulcados, a cruz de cabelo do bloco ocular foi colocado sobre o primeiro sulco escuro, e anotado a ângulo marcado no vernier;

7- Foi repetido o processo 6 para os outros sulcos escuro.

Com esses dados obtivemos a tabela abaixo (junto com a tabela de conversão do ângulo para o respectivo comprimento de onda):

Tabela 1 (1\ versus k’)

k’	ângulo	λ(Ǻ)	1 / λ (  Ǻ-1  )
1	132°	-	-
2	131°58’	6760	0,0001479290
3	131°55’	6730	0,0001485884
4	131°52’	6550	0,0001526718
5	131°45’	6440	0,0001552795
6	131°42’	6310	0,0001584786
7	131°38’	6185	0,0001616815
8	131°34’	6080	0,0001644737
9	131°30’	5990	0,0001669449
10	131°27’	5950	0,0001680672
11	131°24’	5870	0,0001703578
12	131°20’	5800	0,0001724138
13	131°17’	5750	0,0001739130
14	131°14’	5680	0,0001760563
15	131°10’	5590	0,0001788909
16	131°06’	5540	0,0001805054
17	131°03’	5490	0,0001821494
18	130°59’	5440	0,0001838235
19	130°55’	5370	0,0001862197
20	130°50’	5320	0,0001879699
21	130º47’	5290	0,0001890359
22	130º44’	5250	0,0001904762
23	130º40’	5210	0,0001919386
24	130º37’	5170	0,0001934236
25	130º33	5140	0,0001945525
26	130º29’	5100	0,0001960784
27	130º23’	5040	0,0001984127
28	130º20’	5010	0,0001996008
29	130º16’	4960	0,0002016129

Não possuíamos o valor de k para o ângulo 132º0’