Experiência Difração e Interferência UFSC

EXPERIÊNCIA 12

INTERFERÊNCIA E DIFRAÇÃO

1. OBJETIVOS
a) Medir o comprimento de onda de uma lâmpada espectral de sódio com auxílio da fenda única e da fenda dupla. b) Medir os comprimentos de onda de uma lâmpada espectral de mercúrio.
c) Medir o espaçamento de uma rede de difração dada.

2. TEORIA BÁSICA
As medidas de comprimento de onda λ têm grande importância, pois permitem identificar elementos químicos, uma vez que o espectro é uma característica particular de cada elemento, constituindo-se numa espécie de " impressão digital ". Por este processo os cientistas podem identificar elementos químicos de uma estrela, analisar componentes de um dado produto, a composição química de um fio de cabelo, etc.
Nesta experiência, serão explorados os fenômenos básicos de interferência e difração, nos quais se apoiam essas técnicas de identificação / reconhecimento de elementos. Com esta finalidade, os fundamentos básicos desta fenomenologia serão examinados.
Quando um feixe luminoso atravessa uma fenda de largura “a”, sendo a >> λ, o feixe luminoso passa pela fenda sem sofrer mudança de direção, reproduzindo em um anteparo uma imagem com a mesma largura da fenda.
Se a largura da fenda for reduzida, de modo que tenha um valor da mesma ordem de grandeza do comprimento de onda da luz utilizada, isto é, a ≅ λ, no anteparo tem-se uma imagem central intensa, acompanhada de imagens de intensidade menor, distribuídas simetricamente em relação à imagem central. Este conjunto luminoso, projetado no anteparo, recebe o nome de espectro de difração da fenda única. A figura 1 representa as intensidades relativas da luz no anteparo, para a difração da fenda única, com a condição a ≅ λ satisfeita. A máxima intensidade da luz projetada no anteparo está representada por P . Em P1 tem-se o
0
primeiro mínimo (m = 1), em P2 o segundo mínimo (m = 2), e assim sucessivamente.

Interferência e Difração – pág. 1

P2

m=2

P1

m=1

λ θ P0

a fenda I