Interferometro

DEPARTAMENTO DE FÍSICA DO ESTADO SÓLIDO - IFUFBa ESTRUTURA DA MATÉRIA I (FIS101) Roteiro original elaborado por Edmar M. Nascimento

2005

MEDIDAS COM O INTERFERÔMETRO DE MICHELSON

1. Objetivo do Experimento

2. Fundamentação Teórica
2.1. O interferômetro de Michelson
O interferômetro de Michelson é o tipo mais fundamental de interferômetro de dois feixes. Ele pode ser utilizado para medir comprimentos de onda com grande precisão. Este aparelho foi originalmente construído por A. Michelson em 1881 e visava comprovar a existência do éter, o meio no qual se supunha na época deveria se propagar a luz. O experimento, como se sabe, não foi bem sucedido e anos mais tarde, em 1905, A. Einstein publicou o seu famoso trabalho intitulado “Sobre a eletrodinâmica dos corpos em movimento” rejeitando definitivamente a existência do éter. A Fig. 1 a seguir mostra esquematicamente, a montagem do interferômetro.

M1

Espelho móvel Espelho semiprateado

d1 F M

d2 M2
Espelho fixo

O

Fig. 1

Considere que a luz parte da fonte extensa F e incide no espelho semiprateado (M), de espessura desprezível. A luz é então dividida em dois feixes que seguem respectivamente para os espelhos M1 e M2 onda são refletidos de volta para M onde eles são respectivamente transmitidos e refletidos indo interferir no ponto de observação O. Sejam
Y1 = a1 s en (ωt − α1 )

(1)

e
Y2 = a2 sen (ωt − α 2 )

(2)

as duas ondas que interferem em O e produzem como resultado uma onda que pode ser descrita como
Y = Asen (ωt + δ )

(3)

onde
A = ( a1 + a2 + 2a1a2 cos δ )

(4)

e

δ = α1 + α 2

(5)

Na pratica para se obter uma fonte extensa uma lente é inserida entre a fonte de luz e o espelho semiprateado. Sendo os espelhos perpendiculares entre si podemos o sistema é equivalente a uma luz proveniente de uma fonte extensa incidindo sobre uma camada de ar, de espessura
´ d = d1 − d 2 , entre o espelho M 1 e a imagem virtual do espelho M 2 , como ilustra da figura