FÍSICA MÓDULO 19 FENÔMENOS ONDULATÓRIOS I. Professor Ricardo Fagundes

Documentos relacionados
Interferência de ondas: está relacionada com a diferença de fase entre as ondas. A diferença de fase entre duas ondas pode mudar!!!!

Óptica. Aula 10 - Interferência e Difração: Aplicações.

Interferência de ondas de luz

Capítulo 35. Interferência

Física VIII. Aula 4 Sandro Fonseca de Souza

Cap. 22 Óptica Ondulatória

Física IV Poli Engenharia Elétrica: 5ª Aula (19/08/2014) Interferência em Filmes Finos (Películas Delgadas)

Física IV. Prática VII- parte1 Clemencia Mora Herrera baseado nos slides do Prof. Sandro Fonseca

ONDAS ELETROMAGNÉTICAS:3 CAPÍTULO 33 HALLIDAY, RESNICK. 8ª EDIÇÃO. Revisão: Campos se criam mutuamente. Prof. André L. C.

Física IV para Química

Física IV Ondas Eletromagnéticas parte 2

Física IV Escola Politécnica GABARITO DA P1 30 de agosto de 2018

Óptica Física Interferência e difracção

Aula 6 Interferência. Física 4 Ref. Halliday Volume4. Profa. Keli F. Seidel

Física B Extensivo V. 6

Física IV P1-1 de setembro de 2016

Interferência e Experiência de Young

Física. Física Moderna

Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Instituto de Física Departamento de Física. FIS01184 Física IV-C Área 1 Lista 1

1678: teoria ondulatória para a luz (anterior e menos completa que o eletromagnetismo de Maxwell)

Teoria - Difração e Interferência

Relação entre comprimento de onda e frequência.

EXERCÍCIO 3 - INTERFERÊNCIA

Aula 6 Interferência. Física 4 Ref. Halliday Volume4. Profa. Keli F. Seidel

Cap. 35 -Interferência A luz como onda;

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Escola de Engenharia de Lorena EEL

Física VIII Ondas eletromagnéticas e Física Moderna

Ondas Eletromagnéticas

REFLEXÃO E REFRAÇÃO DA LUZ

Física VIII Ondas eletromagnéticas e Física Moderna

Física IV Poli Engenharia Elétrica: 6ª Aula (21/08/2014)

Lista Extra Refração de Ondas Prof. Caio

Física II. Capítulo 04 Ondas. Técnico em Edificações (PROEJA) Prof. Márcio T. de Castro 22/05/2017

Física IV. Prática: Interferência e Difração. Baseado no material preparado por Sandro Fonseca Helena Malbouisson Clemencia Mora

Física VIII Ondas eletromagnéticas e Física Moderna

Física 4. Guia de Estudos P1

Física IV Escola Politécnica GABARITO DA P1 3 de setembro de 2015

Universidade Federal do Rio de Janeiro Instituto de Física Disciplina: Física IV-A Data: 03/07/2019. (c) I 1 = I 2.

FÍSICA MÓDULO 20 PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA I. Professor Ricardo Fagundes

Fenómenos Ondulatórios

Prof. Dr. Lucas Barboza Sarno da Silva

Lista de Problemas. Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Física Departamento de Física FIS01044 UNIDADE III Interferência

FÍSICA MÓDULO 20 PRINCÍPIOS DA ÓPTICA GEOMÉTRICA II. Professor Ricardo Fagundes

Ondas Interferência

Transmissão de informação sob a forma de ondas

3 - Na figura a seguir, está esquematizado um aparato experimental que é utilizado. 1 - Dois raios de luz, um vermelho (v) e outro

Laboratório de Física IV. Prof. Helena

Física VIII Ondas eletromagnéticas e Física Moderna

Física IV Escola Politécnica GABARITO DA P1 31 de agosto de 2017

Laboratório de Física IV Aula 6

Eletromagnetismo II. Preparo: Diego Oliveira. Aula 22

Se um feixe de luz laser incidir em uma direção que passa pela borda da caixa, fazendo um ângulo θ com a vertical, ele só poderá iluminar a moeda se

Ondulatória. Ondulatória ENEM e questões análogas.

EXPERIMENTO 8 DIFRAÇÃO EM FENDA ÚNICA E EM FENDAS MÚLTIPLAS

The Big Bang Theory - Inglês. The Big Bang Theory - Português Ressonância PROF. DOUGLAS KRÜGER

Aula 8 Difração. Física 4 Ref. Halliday Volume4. Profa. Keli F. Seidel

INTERFERÊNCIA E DIFRACÇÃO DE LUZ

Óptica IME 2016 Prova 1 com correções e resolução

Reflexão e refração de ondas

Aula 4 Ondas Eletromagnéticas

Física IV - Laboratório. Difração

3Parte. FICha De avaliação N.º 3. Grupo I

Física. Prof. Edelson Moreira

Introdução às Ciências Físicas Módulo 1 Aula 2

FÍSICA - A ª SÉRIE P2

UNIVERSIDADE BRAZ CUBAS Tecnologia em Óptica e Optometria. MAIS UM POUCO SOBRE A NATUREZA ONDULATÓRIA DA LUZ (Interferência)

3.1 Interferência por fenda dupla

Se um feixe de luz laser incidir em uma direção que passa pela borda da caixa, fazendo um ângulo θ com a vertical, ele só poderá iluminar a moeda se

Fís. Monitor: João Carlos

INTERFERÊNCIA E DIFRAÇÃO DA LUZ

Fenómenos ondulatórios

Resolução aprimoramento aula 2

FÍSICA:TERMODINÂMICA, ONDAS E ÓTICA

Aula 5 Interferência. Física 4 Ref. Halliday Volume4. Profa. Keli F. Seidel

Física IV Escola Politécnica GABARITO DA P2 15 de outubro de 2013

Óptica Ondulatória. 1. Introdução Ondas Electromagnéticas

Universidade Federal do Rio de Janeiro Instituto de Física Física IV 2019/1 Lista de Exercícios do Capítulo 3

Física IV Escola Politécnica GABARITO DA P2 14 de outubro de 2014

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO SANTO

Aula 5 Interferência. Física 4 Ref. Halliday Volume4. Profa. Keli F. Seidel

Apostila 8 Setor B. Aulas 37 e 38. Página 150. G n o m o

PUC-RIO CB-CTC G1 Gabarito - FIS FÍSICA MODERNA Turma: 33-A Nome Legível: Assinatura: Matrícula:

Física IV Aula 3 Sandro Fonseca de Souza Helena Malbouisson

Fenómenos ondulatórios

PUC-RIO CB-CTC. G1 FÍSICA MODERNA Turma: 33-A. Nome Legível: Assinatura: Matrícula:

Óptica. Aula 8 - Natureza ondular da Luz.

DETERMINAÇÃO DA ESPESSURA DE UM CABELO ATRAVÉS DE PADRÕES DE DIFRACÇÃO

Lista de Problemas rad.)

Interferência de duas fendas

CUBA DE ONDAS. Fonte de alimentação com duas saídas (lâmpada e vibrador) e protegidas com fusível e relé.

Fís. Fís. Monitor: João Carlos

obstáculo: dimensões comparáveis ao comprimento de onda. onda: desvio na propagação.

Óptica Ondulatória. 1. Introdução Ondas Electromagnéticas

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto Departamento de Física FÍSI CA II BACHARELADO EM QUÍMICA

Escola Politécnica

Física IV - Laboratório REFLEXÃO E REFRAÇÃO (Parte 2)

Fenómenos ondulatórios

Transcrição:

FÍSICA Professor Ricardo Fagundes MÓDULO 19 FENÔMENOS ONDULATÓRIOS I

INTERFERÊNCIA 1. Construtivas 2. Destrutivas

Imagine a seguinte situação: dois alto-falantes estão a uma distância d 1 e d 2 de um ouvinte. Se a diferença de caminhos entre as ondas d 1 d 2 for proporcional ao comprimento de onda do som emitido e as ondas saírem das fontes em fase, significa que a interferência será construtiva. Se a diferença for proporcional a metade do comprimento de onda significa que teremos o encontro de uma crista com um vale, ou seja, interferência destrutiva. = mλ interferência construtiva Δd = d 1 d 2 = m + 1 2 λ interferência destrutiva Onde m = 0,1,2,...

INTERFERÊNCIA EM FILMES FINOS Vamos aplicar esse conceito em um filme fino de índice de refração n 2, que está entre o ar e um vidro, de índices n 1 e n 3, respectivamente, sendo n 1 < n 2 e n 3 < n 2. Veja o que acontece com o raio luminoso ao penetrar nesse filme:

Note que essa parte refratada no filme e refletida em seu final r 2 percorre um caminho maior que a parte refletida r 1. A situação estudada é para pequenos ângulos de incidência, ou seja, essa diferença de caminhos Δd é igual a 2e, onde e é a espessura do filme. d =2e Note que se essa diferença de caminhos for igual a 1 2 λ, 3 2 λ, 5 2 λ, de modo geral, n+ 1 2 λ, a interferência será construtiva, já que houve inversão de fase no raio r 1.

Se a diferença de caminhos for nλ, a interferência será destrutiva. = mλ interferência destrutiva Δd = d 1 d 2 = 2e = m + 1 2 λ interferência construtiva

Obs 1.: lembrar que o comprimento de onda muda na mudança de meio!!! O raio refratado percorre um caminho maior, que, conforme vimos, pode ser mλ ou m + 1 2 λ. Como o caminho a mais percorrido pelo refratado, que é a diferença de caminho, acontece no interior do filme, esse λ é o comprimento de onda no filme!! Usando Snell: λ 1 n 1 = λ 2 n 2 De modo geral, n 1 = 1 (ar) e vamos chamar n 2 n, índice de refração do filme. Logo: λ 2 = λ 1 n

Se fizermos que λ = λ 1, = mλ/n interferência destrutiva Δd = d 1 d 2 = m + 1 2 λ/n interferência construtiva Obs 2.: Se n 1 < n 2 < n 3, o raio refratado entre as regiões 1 e 2 sofrerá mudança de fase ao ser refletido no fundo do filme, entre as regiões 2 e 3. Sendo assim, como r 1 muda de fase e r 2 também, Δd = d 1 d 2 = 2e = mλ n = m + 1 2 interferência construtiva λ/n interferência destrutiva Portanto, fique bem atento!

Exemplo: Uma lente cujo índice de refração vale 1,30 é revestida com um filme fino transparente de índice de refração 1,25 para eliminar por interferência a reflexão de uma luz de comprimento de onda λ = 600 nm que incide perpendicularmente a lente. Qual é a menor espessura possível para o filme?

Resolução: Nesse caso temos que n 1 = 1, 00, n 2 = 1,25 e n 3 = 1,30 n 1 < n 2 < n 3 Como o objetivo é eliminar a reflexão da luz (lente antirreflexo), a interferência será destrutiva. Logo: Δd = 2e = m + 1 2 λ/n 2 Menor espessura possível m=0 2e = λ 2n 2 e = λ = 600 4n 2 4.1,25 = 120 nm

DIFRAÇÃO Quando uma onda passa por uma fenda, um obstáculo, cujo tamanho tenha a mesma ordem de grandeza que seu comprimento de onda, dizemos que a onda difratou. Por exemplo, ao colocarmos um laser vermelho apontado para um fio de cabelo teremos, na parede da sala (cuja luz está apagada), que estará atrás de cabelo, a seguinte figura: Onde esse Δx é a distância entre duas interferências construtivas. Os pontos escuros indicam interferência destrutiva. Outro exemplo de difração é quando escutamos a conversa de outras pessoas atrás da porta. O som passou de um cômodo para o outro e o obstáculo é a porta. O wi-fi também funciona com o mesmo princípio.

Na figura abaixo temos um exemplo esquemático de uma difração em fenda única e dupla. A partir disso, como podemos calcular, por exemplo, a distância entre o máximo central e o 2 mínimo?

Como a distância entre as fendas d é da ordem de grandeza do comprimento de onda, D>>d, logo senθ tanθ θ, então: d d = y D

Sendo S 1 e S 2 fontes coerentes, as ondas estão em fase. Sendo assim: = mλ interferência construtiva Δd = m + 1 2 λ interferência destrutiva Então, voltando à pergunta, qual a distância y entre o 2 mínimo e o máximo central? Como estamos falando do 2 mínimo, a diferença de caminhos equivale a 3 2 λ. Então: 3 2 λ d = y D y = 3 2 D d λ