Alexandre Suaide

Ed. Oscar Sala

sala 246

ramal 7072

Introdução às Medidas em Física Bloco I, 4a Aula (05/04/2005)

http://dfn.if.usp.br/~suaide/fap0152

Objetivos

Como medir comprimentos inacessíveis com instrumentos comuns (régua, trena, paquímetro, etc)?

Medidas indiretas– Usar fenômenos físicos ou propriedades

geométricas onde a medida que quer-se efetuar esteja relacionada ao fenômeno observado.

Fenômeno da difração da luz para medida de comprimentos pequenos

Luz: um tipo de onda

O que são ondas?– Uma onda é uma transmissão de um

sinal, de um ponto a outro, com uma velocidade bem definida

– Não há transporte de matéria, somente energia.

Tipos de ondas

Mecânicas: som, mola, etc.

Eletromagnéticas: luz, rádio, etc.

Algumas propriedades básicas das ondas

Freqüência ( f )– Número de oscilações por

unidade de tempo– Em geral, utiliza-se o hertz (Hz)

que significa “oscilações por segundo”

Comprimento de onda ( )– Distância (espacial) entre dois

pontos de igual intensidade da onda

Amplitude– Intensidade da onda

v

f Comprimento

de onda

velocidade

freqüência

Difração: o que é?

Como um espectador, atrás de uma porta, por exemplo, é capaz de ouvir um som?

Difração: o que é?

Como um espectador, atrás de uma porta, por exemplo, é capaz de ouvir um som?

Difração– Fenômeno comum com todos os tipos de ondas– Desvio sofrido por uma onda ao se deparar com um

obstáculo de dimensões similares ao comprimento de onda. A onda se espalha em torno desse objeto como se o mesmo

fosse uma nova fonte de emissão da onda Se a dimensão do objeto for muito maior (ou menor) que o

comprimento de onda, não ocorre difração.

Difração só ocorre quando as dimensões do obstáculo forem comparáveis ao comprimento de onda

Quem você ouve primeiro?

A luz é uma onda, logo sofre difração

Luz é uma onda eletromagnética– Comprimentos de onda

Desde alguns metros (ondas de rádio) até dimensões nucleares (raios gama)

Luz visível– ~400-800 nm

Difração da luz por uma fenda

A dimensão do obstáculo (fenda) deve ser compatível com o comprimento de onda– Da ordem de m

Difração da luz

Um dos efeitos visíveis da difração da luz é a interferência das várias frentes de onda, que geram um padrão de claro e escuro em um anteparo colocado no caminho da luz.

– Interferência construtiva e destrutiva

Difração da luz

Fazendo um gráfico da intensidade pode-se tornar o efeito mais claro

A distância entre pontos de claro e escuro é proporcional ao comprimento de onda da luz e inversamente proporcional ao tamanho do obstáculo.

Com isso, podemos medir o tamanho do obstáculo !!

Difração da luz

A posição do primeiro mínimo () será dada por:

Se o anteparo está a uma distância D do objeto a ser medido

12sen tan

L

D d

d

sen

1

1

2sen tan

2

2k

L

D dD

dL

Dd k

L

D

L1Ou, no caso do k-ésimo mínimo

L2

Atividades da aula

Realizar a experiência proposta na apostila, página 36.

Perguntas Q1-43 à Q1-46

IMPORTANTE: Note que as atividades não se resumem apenas a responder as perguntas. Tente explicar as suas atividades de forma clara e concisa descrevendo os passos da montagem experimental, tomada e análise de dados.