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Aula 6 – Interferência

Física 4Ref. Halliday – Volume4

Profa. Keli F. Seidel

Relembrando ...

Fenômenos de interferência de ondas eletromagnéticas...


Interferência – Experiência de Young


• Experiência de Young

Pontos de máximo – são denominados como franjas claras;

Pontos de mínimo – aparecem no anteparo entre cada par de máximos adjacentes – são denominados como franjas escuras;

Intensidade de Franjas de Interferência


Variação da intensidade em função do ângulo de fase ;- A Intensidade sempre é positiva- A interferência não cria e nem destrói a energia luminosa, mas

simplesmente redistribui essa energia ao longo da tela;- A intensidade média de interferência é 2I0.

Sumário

Interferência em Filmes Finos;

Interferômetro de Michelson;


Interferência em Filmes Finos


Vamos analisar às aplicação de filmes finos- Películas de reflexão ou absorção;


Vídeo (bolha de sabão)https://www.youtube.com/watch?v=4I34jA1fDp4


https://www.youtube.com/watch?v=4I34jA1fDp4

https://www.youtube.com/watch?v=4I34jA1fDp4


O que é filme fino (película)?Quando a espessura é aproximadamente da mesma ordem de

grandeza que o comprimento de onda da luz;

Dependendo do livro usa-se “d” ou “L”,

d=L



Filmes finos (películas)Que fenômeno é possível observar?

L

Se 1 0, a diferença de percurso é 2L (essa é a condição que vamos usar sempre);Esta situação pode variar, mas agora temos: n1 n2;

Se o feixe se propaga do meio de menor índice de refração para o meio de maior índice de refração, A REFLEXÃO OCORRE COM UMA MUDANÇA DE FASE DE RAD

n1

i r1r2

oun1

n2

n3

Considerando: n1< n2 > n3;


n1


Filmes finos (películas)

L

Se 1 0, a diferença de percurso é 2L;n1 n2;

i e r1 possuem uma diferença de fase ;i e r2 possuem a mesma fase;(i, r2) e r1 possuem uma diferença de fase ;

n1

i r1r2

Diferença de fase de significa /2;

Considerando: n1< n2




L

Se as interfaces são n1/n2/n1

e se n1 n2;Máximos de Interferência ou Interferência Construtiva

n1

i r1r2

Como:

Considerando incidência perpendicular à superfície.




L

Se as interfaces são n1/n2/n1

e se n1 n2;Mínimos de Interferência ou Interferência Destrutiva

n1

i r1r2

Como:




L

Ocorrerá Interferência Destrutiva quando as ondas chegam com uma diferença de fase ou,...se a diferença de caminho (2L) for (tender a) zero!!!

n1

i r1r2



A condição anterior é verdadeira para qualquer tipo de interface de filmes finos???

NÃO...E se tivermos: n1<n2<n3?

... analisar!!!!



Vídeo (sobreposição de ondas numa película)

https://www.youtube.com/watch?v=xjMjWtntm9k



O que fazer nesta situação???

arranha-céu em Londres

Fonte: http://g1.globo.com/planeta-bizarro/noticia/2013/09/predio-que-danificou-jaguar-com-reflexo-recebe-cobertura-temporaria.html



Exemplo 35-6 HallidayUma das superfícies de uma lente de

vidro é revestida com um filme fino de fluoreto de magnésio (MgF2) para reduzir a reflexão da luz. O índice de refração do MgF2 é 1,38 e o do vidro 1,50. Qual é a menor espessura do revestimento capaz de eliminar os reflexos (por interferência) no ponto central do espectro visível (=550 nm)? Suponha que a luz incide perpendicularmente à superfície da lente.



Exemplo 3.3 (Livro Jewett and Serway)Interferência em um filme de sabão

a) Calcule a espessura mínima de um filme de uma bolha de sabão que resulta em interferência construtiva da luz refletida se for iluminado com uma luz cujo comprimento de onda é =600 nm. Considere o índice de refração do filme do sabão é 1,33.

b) E se o filme tivesse o dobro da espessura, essa situação produziria interferência construtiva?



Exemplo 3.4 (Livro Jewett and Serway)Revestimento não refletores para células solares

Células solares são dispositivos que geram eletricidade quando expostos à luz do sol. Com frequência são revestidos com um filme fino transparente de monóxido de silício (SiO, n=1,45) para minimizar as perdas refletidas da superfície. Suponha que uma célula fotovoltaica de silício (n=3,50) seja revestida por um filme fino de monóxido de silício para este propósito. Determine a espessura mínima do filme que produza a menor reflexão a um comprimento de onda de 550 nm próxima ao centro do espectro visível.

Resposta: L=94,8 nm


Comprimento de onda e número de comprimento de onda


Define-se como número de comprimentos de onda:

Interferômetro de Michelson


É usado para medir comprimentos ou variações de comprimentos com grande precisão;

A diferença de percurso entre as duas ondas é L=2d2-2d1;

Qualquer mudança na distância de d1, altera a figura de interferência vista pelo observador;

d1

d2

Ilustração do Interferômetro de Michelson construído em 1881.



Se M1 for deslocado uma distância de (/2), a distância varia e a figura de interferência sofre um deslocamento de uma franja;

Se M1 for deslocado uma distância de (/4), a distância varia (/2) e a figura de interferência sofre um deslocamento de meia franja;

d1

d2

Veja esta animação: https://www.youtube.com/watch?v=UA1qG7Fjc2A



A figura de interferência também pode ser causada pela introdução de uma substância transparente no caminho de um dos raios e de comprimento L. O número de comprimentos de onda:

d1

d2

Interferência ...


Em 22 de junho de 1799 foram depositados, nos Arquivos da República em Paris, dois protótipos de platina iridiada, que representam o metro e o quilograma, e

que ainda hoje são conservados no Escritório Internacional de Pesos e Medidas (ref.: https://pt.wikipedia.org/wiki/Metro) ….

Michelson mostrou que o metro-padrão era de 1.553.163,5 comprimentos de onda da luz vermelha

monocromática (fonte de cádmio)*Ganhou o prêmio Nobel em 1907

Hoje a unidade de medida, metro, é definido em relação a velocidade da luz “c” (1983).

O metro é o comprimento do trajeto percorrido pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo de 1/299 792 458 de um segundo. O tempo é cronometrado com um relógio atômico de Césio (que atrasa 1 segundo a cada 65 mil anos).

https://pt.wikipedia.org/wiki/Metro



Anéis de Newton – construção de lentes

As linhas de contorno são os anéis de Newton. Cada um deles indica uma distância adicional de meio comprimento de onda entre a lente e o “padrão”.



Anéis de Newton – construção de lentesFigura em preto e branco: Cada “linha de contorno” são os anéis de Newton. Cada

um deles indica uma distância adicional de meio comprimento de onda entre a lente e o “padrão”! Uma boa lente é esmerilhada

com precisão menor do que um comprimento de onda.



That’s it!!!

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