Experimento_3_-_interferômetro_de_michelson

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
 Licenciatura em Física
 INSTRUMENTAÇÃO E PRÁTICA PARA O ENSINO DE FÍSICA
MODERNA
 INTERFERÔMETRO DE MICHELSON
 Profº José Alves Júnior
 
 FORTALEZA
 2019
 NAIRYS COSTA DE FREITAS
 PRÁTICA 3: INTERFERÔMETRO DE MICHELSON
Relatório 3 da aula prática de
Instrumentação para o Ensino de
Física Moderna, professor José Alves
Júnior.
 
 FORTALEZA
 2019
 SUMÁRIO
1 OBJETIVOS...........................................................................................................................................1
2 MATERIAL VIRTUAL..........................................................................................................................1
3 FUNDAMENTOS...................................................................................................................................1
4 PROCEDIMENTOS...............................................................................................................................2
5 QUESTIONÁRIO...................................................................................................................................4
CONCLUSÃO...........................................................................................................................................7
REFERÊNCIAS.........................................................................................................................................8
1
1 OBJETIVOS
- Conhecer e manipular o interferômetro de Michelson.
- Determinar o comprimento de onda da luz de diversas cores.
2 MATERIAL VIRTUAL
- Interferômetro de Michelson;
- Laser;
- Lente com suporte;
- Anteparo.
3 FUNDAMENTOS
Em 1881 Albert Michelson e Edward Morley construíram um interferômetro para comprovar a
existência do éter, o interferômetro é um meio o qual a luz se propagaria. Contudo, como sabemos o
experimento não teve o resultado esperado, mas em 1905 o físico Albert Einstein publicou o seu
trabalho que falava sobre a “eletrodinâmica dos corpos em movimento” mostrando que o éter não
existe, afirmando que a luz é uma onda a qual não precisa de um meio para se propagar. 
O experimento do interferômetro de Michelson - Morley consistia em um separador de feixes
(espelhos semirrefletor) e dois espelhos planos (um fixo e outro móvel), sobre uma mesma base.
Durante várias experiências realizadas entre 1881 e 1887, A. A. Michelson e E. W. Morley procuraram
detectar esses desvios os quais eram pequenos, usando o interferômetro de Michelson.
 Figura 1: Interferômetro de Michelson
 Fonte: <http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/phyopt/imgpho/michel.png>
2
O fenômeno de interferência trata-se de uma evidência importante da natureza ondulatória da
luz, onde o dispositivo que nos permite visualizar é chamado de interferômetro. O interferômetro foi
suficiente para mostrar tanto a natureza construtiva como destrutiva da luz, sendo um experimento
fácil de entender e intuitivo.
 Figura 2: Interferência
 Fonte:<https://i0.wp.com/www.scienceabc.com/wp-content/uploads/2018/10/interference-pattern.jpg>
4 PROCEDIMENTOS
1- Alinhamento dos feixes de luz: Para obter o maior número possível de franjas de interferência o
interferômetro deve foiustado. Para fazer isso, a lente não foi a inicialmente. A luz do Laser deve
incidir sobre o espelho semitransparente, onde se divide. Os dois feixes resultantes são projetados no
anteparo formando dois pontos luminosos. Por meio de dois parafusos de ajuste, fixados em um dos
espelhos, faça com que os pontos de luz coincidam. Coloque então a lente no feixe de luz entre o Laser
e o interferômetro; para isso click na barra de ferramentas em Ativa opção 1 de modo a obter no
anteparo uma formação de círculos concêntricos.
2- Medida do comprimento de onda da luz: Para medir o comprimento de onda, o parafuso
micrométrico deve ser girado de uma posição inicial qualquer. Anote esta posição inicial, x o , na
Tabela 1.1. Girando sempre no mesmo sentido, para evitar erro devido a folga do parafuso
(alternativamente você poderá usar as teclas “Page Up” e “Page Dawn” para movimentar o parafuso
micrométrico de uma maneira mais suave), conte o número de anéis de interferência gerados (ou
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desaparecidos, se você estiver girando o parafuso micrométrico em outro sentido); conte pelo menos 20
anéis e anote a posição final, x f . A distância L (deslocamento do espelho) é igual a ∆x dividido por 10,
devido à razão da alavanca (10:1). Lembre-se também que a um deslocamento L do espelho,
corresponde um deslocamento 2L da imagem da fonte de luz produzida por este espelho, então:
Repita este procedimento pelo menos mais duas vezes e determine o comprimento de onda da luz.
3- Escolha da cor do Laser: Para medir o comprimento de onda de outra cor, click na barra de
ferramentas em LASER e em seguida escolha a cor dentre: vermelho, verde e azul.
4- Repita o procedimento para as outras cores do LASER e anote na Tabela correspondente.
 Tabela 1: Medidas para o LASER vermelho.
 X0
 
 (mm)
 Xf
 
 (mm)
 ∆X
 
 (mm) (mm)
 2L
 (mm)
 m 
 (nm)
Medida 1 0,00094 0,31093 0,30999 0,030999 0,061998 100 620
Medida 2 0,00402 0,31401 0,30999 0,030999 0,061998 100 620
Medida 3 0,00714 0,31713 0,30999 0,030999 0,061998 100 620
Onde m é o número inteiro de comprimentos de onda contados.
Tabela 2: Medidas para o LASER verde.
 X0
 
 (mm)
 Xf
 
 (mm)
 ∆X
 
 (mm) (mm)
 2L
 (mm)
 m 
 (nm)
Medida 1 0,00086 0,28486 0,284 0,0284 0,0568 100 568
Medida 2 0,00371 0,28770 0,28399 0,028399 0,056798 100 568
Medida 3 0,0074 0,28474 0,284 0,0284 0,0568 100 568
Onde m é o número inteiro de comprimentos de onda contados.
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Tabela 3: Medidas para o LASER azul.
 X0
 
 (mm)
 Xf
 
 (mm)
 ∆X
 
 (mm) (mm)
 2L
 (mm)
 m 
 (nm)
Medida 1 0,00082 0,23383 0,23301 0,023301 0,046602 100 466
Medida 2 0,00316 0,23617 0,23301 0,023301 0,046602 100 466
Medida 3 0,00550 0,23847 0,23297 0,023297 0,046594 100 466
Onde m é o número inteiro de comprimentos de onda contados.
5 QUESTIONÁRIO
1- Qual o comprimento de onda da luz do Laser obtido experimentalmente (valor médio) para cada
cor?
Solução
LASER vermelho
2⋅Δ X
10
=m⋅λ→2⋅0,30999
10
=100λ
0,61998
1000
=λ→λ=620⋅10⁻6mm→λ=620⋅10⁻9m→λ=620nm
LASER verde
2 x
10
=mλ→2⋅ 284
10
=100λ
0,568
1000
=λ→λ≈568⋅10−6→λ=468⋅10−9m→λ=468nm
LASER azul
2⋅Δ X
100
=mλ→ 0,233
10
=100λ
0,466
1000
=λ→λ≈466⋅10−6mm→λ=466⋅10−9m→λ=466nm
5
2- Com relação ao comprimento de onda obtido experimentalmente,qual o erro percentual em relação
ao valor fornecido pelo fabricante, considerando que um LASER vermelho de He-Ne emite luz com
um comprimento de onda de 633 nm?
Solução
ERRO= valor do fabricnte−valor obtido
valor do fabricante
⋅100
ERRO=633−620
633
⋅100
ERRO= 13
633
⋅100
ERRO=0,020537⋅100
ERRO≈2%por cento
3- Se tivéssemos um LASER amarelo, em que intervalo deveria estar o comprimento de onda?
Solução
Sabemos que o anil e o amarelo são cores que possuem as menores faixas de comprimento de ondas no
espectro eletromagnético visível. Contudo, a faixa amarela é considerada a cor do espectro
eletromagnético entre os comprimentos de onda entre 565 nm e 590 nm, sendo que a cor amarela está
mais definida no comprimento de onda 577,5 nm, de acordo com a figura.
 Figura 3: Espectro eletromagnético
 Fonte: http://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2007/12/espectro-visivel-da-luz.jpg
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4- Pesquise na Internet ou em algum livro diferentes aplicações do laser.
Solução
O laser é uma das maiores invenções do século XX, o qual possui diversas aplicações em vários
segmentos. O laser é considerados amplificadores de luz em funcionamento através de animação
estimulada, o qual pode ser de vários modelos dependendo da necessidade.
Na Medicina, o laser é utilizado em diversas aplicações, o qual é considerado um instrumento que
ajuda na melhoria da qualidade de vida, entre eles podemos citar o seu poder de cicatrização que
possibilita tratamentos rápidos e eficazes e também o seu uso na destruição de células cancerígenas.
O laser também é útil na cirurgia plástica e Dermatologia Essencial na cirurgia plástica, onde é
empregado em diversas terapias. Um dos principais motivos para que o Laser seja utilizado na cirurgia
plástica é a coagulação.
O laser também possui utilidade para tratar o vitiligo, sendo utilizado o Laser Ultravioleta B,. Esse
método permite que o laser seja aplicado apenas na área onde há necessidade, preservando as regiões
ao redor, tem muita utilidade na lipoaspiração. O ND Yag tem a capacidade de explodir as células de
gordura e de coagular os pequenos vasos.
Na Indústria a luz laser corte metal e que possa ser refletida da Lua como um feixe de radar. A
tecnologia do laser também está sendo aplicada a comunicações a longa distância e ao processamento
de dados.
Corte a laser tem se destacado dos outros como o processo de escolha para a fabricação de peças de
chapas metálicas. Pode se encontrar o laser em leituras ópticas, nos preços dos produtos em
supermercados e nos mais modernos discos de vídeos e dados.
Mais promissor é o emprego do laser na fusão termonuclear, que consiste na união de núcleos atômicos
eves para produzir um núcleo mais pesado.
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CONCLUSÃO
O presente experimento possibilitou entendermos perfeitamente o funcionamento do
interferômetro de Michelson, onde conseguimos determinar, com margem de erro tolerável, o
comprimento de onda da luz do laser. Ajustando o interferômetro, foi possível observarmos o fenômeno
da interferência luminosa, com a formação de círculos concêntricos claros e escuros.
O experimento foi feito de forma virtual através de software instalado no computador, tendo em
vista que o experimento satisfez as expectativas esperadas e conclui-se que os dados obtidos na questão
1, ficam próximo dos dados da leitura.
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REFERÊNCIAS
Halliday, David, 1926-2000, Robert Resnick, Jearl Walker. Fundamentos de física, volume 3;
eletromagnetismo. 9a edição 2012. Editora LTC- Livros Técnicos e Científicos Editora Ltda. Rio de
Janeiro
<https://www.if.ufrgs.br/tex/fis01101/foto.html> ; Acesso em 16 set. 2019.
<https://docente.ifrn.edu.br/denilsonmaia/modelos-atomicos-o-modelo-de-bohr>; Acesso em 15 set.
2019.
<https://www.if.ufrgs.br/tex/edu02220/sem012/po6/texto616.html> ; Acesso em 7 set. 2019.
<https://www.if.ufrgs.br/tex/fis142/fismod/mod03/m_s03.html> ; Acesso em 17 set. 2019.
<https://www.sistemaaguia.com.br/downloads/28-effoto.pdf> ; Acesso em 16 set.. 2019.
<http://osfundamentosdafisica.blogspot.com.br/2011/11/cursos-do-blog-respostas-2311.html>;Acesso
em 8 set. 2019
<https://www.fisica.ufjf.br/disciplinas/fismod/capitulo3.pdf> ; Acesso em 17 set.. 2019
<https://www.algosobre.com.br/fisica/efeito-fotoeletrico-e-seu-teorema.html> ; Acesso em 16 set. 2019
<https://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/campo_corrente/fenomenos_eletromag/> ; Acesso em 16
set. 2019
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