Interferometro

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Relatório De Óptica II

Experiência IV

INTERFERÔMETRO

2011

Nome: Norberto Venturelli Gonfiantini Número: 09107053 Curso: Mecânica de Precisão

Professor: Eduardo A. Barbosa

Disciplina: Óptica Técnica II

Assunto: Relatório técnico de: Interferômetro

Objetivo
Montar e alinhar um interferômetro de Michelson e, um interferômetro de Fabry Perot, medir o deslocamento de umespelho de um espelho e avaliar o índice de refração de um gás pelo interferômetro de Michelson, medir o deslocamento de um espelho pelo interferômetro de Fabry-Perot.

Materiais Utilizados
      Laser de He-Ne; Fontes de alimentação laser; Conjunto de interferômetros; Suporte de três pontos; Trilho; Anteparo.

Introdução Teórica

 Interferômetro de Michelson
O interferômetro é umaparelho que pode ser utilizado para a medida, com grande precisão, de comprimentos ou variações de comprimentos, com o auxílio das franjas de interferência. Descreveremos o aparelho originalmente construído por Michelson, em 1881. Consideremos a luz que parte do ponto P da fonte extensa S (Fig.1), e incide em um espelho semiprateado M. Este tem um revestimento de prata com espessura suficiente paratransmitir metade da luz incidente e refletir a outra metade; foi admitido, para simplificação da figura, que o espelho tem espessura desprezível. Em

M, a luz divide-se em duas ondas. Uma prossegue, por transmissão, para o espelho M1; a outra, devido à reflexão vai até M2. As ondas são refletidas em cada um destes espelhos e enviadas de volta ao longo de suas direções de incidência, cada umaacabando por chegar ao olho E do observador. Como as ondas são coerentes, uma vez que foram originadas do mesmo ponto da fonte, estão capacitadas a interferirem entre si. Sendo os espelhos M1 e M2 exatamente perpendiculares entre si, o efeito global é o de uma luz proveniente de uma fonte extensa S, incidindo sobre uma lâmina uniforme de ar, situada entre vidros, de espessura igual a d2 – d1.Aparecerão franjas de interferência causadas por pequenas variações no ângulo de incidência da luz, vinda de pontos diferentes da fonte extensa, quando ao atingir a película de ar equivalente. No caso de películas espessas, pode-se produzir uma diferença de percurso óptico de um comprimento de onda por meio de uma variação muito pequena do ângulo de incidência. Ó deslocamento do espelho M2, para frenteou para trás, equivale a alterar a espessura da película de ar (equivalente). Suponhamos que o centro das franjas (circulares) apareça claro e que M2 seja deslocado o suficiente para fazer com que a primeira franja clara circular se desloque para o centro do espectro. O percurso do feixe de luz que incide sobre M1 foi alterado de um comprimento de onda. Isto significa (como a luz percorre duasvezes a película de ar equivalente) que o espelho deve ter se deslocado dê meio comprimento de onda.

Fig.1 Interferômetro de Michelson, mostrando o trajeto de um determinado raio, originado no ponto P de uma fonte S extensa.

Usa-se o interferômetro para medir a variação de um comprimento, contando-se o número de franjas de interferência que atravessam o campo visual quando M2 é deslocado. Amedida assim efetuada pode ter grande precisão se for contado um número elevado de franjas. Michelson mediu o comprimento do metro padrão, conservado em Paris, em termos do comprimento de onda da luz vermelha monocromática emitida por uma fonte de cádmio. Constatou que o metro padrão era equivalente a l 553 163,5 comprimentos de onda da luz vermelha do cádmio. Os Físicos há muito tempo que vêmtentando livrar-se do metro padrão sob a forma de uma barra e defini-lo em termos de comprimentos de onda de uma radiação monocromática cuidadosamente escolhida. Isto tornaria o padrão primário da unidade de comprimento acessível aos laboratórios de todo o mundo. Seria melhorada a precisão das medidas de comprimento, já que não haveria mais necessidade de comparar um objeto desconhecido com um padrão...
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