Física Experimental: Ótica e Ondas. Aula 1. Introdução ao laboratório

Transcrição

1 Física Exeimental: Ótica e Ondas Aula 1 Intodução ao laboatóio 1

2 Conteúdo desta aula: -Objetivos... slides 3 4 -Divisão de guos... slides 5 7 -Unidades Intenacionais... slides Algaismos significativos... slides Incetezas (oagação)... slides 15 0

3 Objetivos e funcionamento Esta discilina tem como objetivo a obtenção, tatamento e análise de dados obtidos em exeimentos de ótica e ondas (Física). Ela intoduz o uso de alguns aaelos de medida e metodologias de aesentação de esultados. Exeimentos ealizados neste módulo (e numeação): 1. Ondas estacionáias em uma coda;. Movimento amônico simles; 3. Intefeômeto de Micelson; 4. elocidade do som em metais; 5. Intefeência e difação da luz; 6. Polaização da luz; 7. Lentes e eselos; 8. Refação e eflexão da luz. 3

4 Objetivos e funcionamento O semeste é comosto o 14 aulas: aulas intodutóias + dois blocos de 6 aulas com 4 exeimentos cada - Aula 1: Intodução ao laboatóio - Aula : Metodologias. - Aulas 3 a 8 (exeimentos): Salas 047 ou 048. Ondas estacionáias em uma coda;. Movimento amônico simles;. Intefeômeto de Micelson;. elocidade do som em metais;. aulas teão conteúdo definido elo ofesso (1 avaliação). - Aulas 9 a 14 (exeimentos): Salas 047 ou 048. Intefeência e difação da luz;. Polaização da luz;. Lentes e eselos;. Refação e eflexão da luz.. aulas com conteúdo definido elo of. (1 avaliação) 4

5 Divisão de guos Neste módulo os alunos ealizaão os exeimentos em dula. Nas salas ocoeão dois exeimentos em aalelo. É cucial lemba-se da odem de execução dos exeimentos, deteminada aa cada guo. Esta odem se alica a todo o semeste (anota, óximo slide). Os exeimentos (exceto em caso de avaliações) estão fixos em cada sala. Alunos e ofessoes se deslocam e tocam de sala uma vez duante o semeste. 5

6 Divisão de guos A tabela abaixo sistematiza o ecuso de cada guo: A distibuição de ontos é definida elo ofesso. 6

7 Pausa: divisão dos guos 7

8 Unidades intenacionais Nos exeimentos ealizados duante o cuso deve-se exessa esultados (valoes) e utilizá-los nos cálculos no sistema de unidades intenacionais. Kelvin K *Intevalos de temeatua em gaus Celsius equivalem a intevalos em Kelvin, e são comumente utilizados em exeimentos de temodinâmica 8

9 Unidades intenacionais Algumas unidades intenacionais utilizadas são obtidas ela combinação das unidades fundamentais l 9

10 Potências de dez vs unidades 10

11 Algaismos significativos Na 1ª égua temos medidas com algaismos significativos, mas temos 3 algaismos significativos na ª égua (mais ecisa). O último algaismo de uma medida é o algaismo duvidoso (meno divisão de escala acessível aa uma medida dieta) 11

12 Algaismos significativos São algaismos significativos todos aqueles contados, da esqueda aa a dieita, a ati do imeio algaismo difeente de zeo. Ao se efetua mudanças de unidade o númeo de algaismos significativos não se altea. 1

13 Algaismos significativos Potências de 10 não são ate dos algaismos significativos 13

14 Algaismos significativos Ao efetua a soma de esultados deve-se exessa valoes que sejam comatíveis com o valo de meno númeo de algaismos significativos (dente os oiginalmente obtidos). 14

15 Incetezas (dietas) 15

16 Incetezas (dietas) Em alguns casos uma vaiável do exeimento é medida muitas vezes, tonando a afeição de um ocesso mais ecisa. Deve-se então exessa o valo médio e a inceteza como o desvio da média. Ex: Medida do temo até um ojétil lançado atingi o cão Lançamento Temo (s) 1 1,93 1,89 3,01 4 1,95 5,0 t médio = (t 1 + t + t 3 + t 4 + t 5 ) / 5 t médio = <t> = 1,96 s Inceteza t = [ <t> - t 1 + <t> - t + <t> - t 3 + <t> - t 4 + <t> - t 5 ] / 5 t = 0,044s Declae então: t = (1,96 0,04) s 16

17 Poagação de incetezas Em muitos casos não é ossível afei dietamente o valo da inceteza de uma medida cujo esultado é obtido a ati de um guo de vaiáveis (e valoes). É necessáio então utiliza alguns cálculos simles aa se obte a inceteza final. Ex: queemos sabe o volume de um cilindo de gás cujas dimensões estão declaadas abaixo Raio da base = (0,14 0,01) m Altua do cilindo = (1,38 0,05) m Sabendo que = calcule 17

18 18 Poagação de incetezas Cálculo simlificado aa uma função olinomial: ex: aa c c b b a a Y Y ou c c b b a a Y Y c b a Y

19 19 Poagação de incetezas Método geal aa uma função qualque (deivadas aciais) 3 1 ) ( aa c c Y b b Y a a Y Y c b a Y

20 0 Poagação de incetezas Note que, atindo de: Dividindo-se os dois lados o ) (