Óptica Física ou Ondulatória
Interferência e difração: fenômenos decorrentes da interação de uma onda
com obstáculos que possuem dimensões geométricas da mesma ordem de
grandeza do comprimento de onda da onda que incide sobre o obstáculo.
Coerência e fase




                   ∆ϕ ∆L
                      =
                   2π   λ
                               ∆L
                   ⇒ ∆ϕ = 2π        (diferença de fase)
                               λ




                   Raios coerentes: a diferença de fase
                   em um ponto da tela não varia com
                   o tempo.
Experimento da fenda dupla de Young (1801)



             Thomas Young (1773-1829)
Se D>>a, os raios que chegam a P são praticamente paralelos
Diferença de caminho entre os raios (∆L): trecho S1b = d.senθ

Condição de máximo em P:
∆L = d.senθ = mλ (múltiplos inteiros do comprimento de onda) ou
∆φ = 2π∆L/λ = 2π.mλ/λ = 2mπ (múltiplos pares de π)

Condição de mínimo em P:
∆L = d.senθ = (m+1/2)λ (múltiplos semi-inteiros do comprimento de onda) ou
∆φ = 2π∆L/λ = 2π.(m+1/2)λ/λ = (2m+1)π (múltiplos ímpares de π)
Exercício Resolvido:
Iluminando a fenda dupla de Young com luz de λ = 546nm, qual a posição
angular do primeiro mínimo e do décimo máximo, considerando a separação
entre as fendas, d = 0,12mm e D = 55cm? Qual a distância y entre os máximos
adjacentes?
           Primeiro mínimo :
                         1               1
          d .senθ =  m + λ ⇒ d .senθ = λ
                         2               2
                   546 x10 −9
          senθ =                = 0,0023rad ⇒ θ = 0,0023rad (0,13o )
                  2.0,12 x10 −3
          Décimo máximo :
          d .senθ = mλ ⇒ d .senθ = 9λ
                 9.546 x10−9
          senθ =             = 0,04095rad ⇒ θ = 0,04095rad (2,4o )
                  0,12 x10−3
                                    y             mλ
          senθ ≈ tgθ ≈ θ ⇒ tgθ =      ≈ senθ =
                                   D               d
              mλD            mλD            (m + 1)λD
          y=         ⇒ ym =       ; ym +1 =
               d               d                d
                            λD 546 x10 −9.0,55
          ∆y = ym +1 − ym =     =                 = 2,5mm
                             d      0,12 x10 −3

Aula14

  • 1.
    Óptica Física ouOndulatória Interferência e difração: fenômenos decorrentes da interação de uma onda com obstáculos que possuem dimensões geométricas da mesma ordem de grandeza do comprimento de onda da onda que incide sobre o obstáculo.
  • 2.
    Coerência e fase ∆ϕ ∆L = 2π λ ∆L ⇒ ∆ϕ = 2π (diferença de fase) λ Raios coerentes: a diferença de fase em um ponto da tela não varia com o tempo.
  • 3.
    Experimento da fendadupla de Young (1801) Thomas Young (1773-1829)
  • 4.
    Se D>>a, osraios que chegam a P são praticamente paralelos Diferença de caminho entre os raios (∆L): trecho S1b = d.senθ Condição de máximo em P: ∆L = d.senθ = mλ (múltiplos inteiros do comprimento de onda) ou ∆φ = 2π∆L/λ = 2π.mλ/λ = 2mπ (múltiplos pares de π) Condição de mínimo em P: ∆L = d.senθ = (m+1/2)λ (múltiplos semi-inteiros do comprimento de onda) ou ∆φ = 2π∆L/λ = 2π.(m+1/2)λ/λ = (2m+1)π (múltiplos ímpares de π)
  • 5.
    Exercício Resolvido: Iluminando afenda dupla de Young com luz de λ = 546nm, qual a posição angular do primeiro mínimo e do décimo máximo, considerando a separação entre as fendas, d = 0,12mm e D = 55cm? Qual a distância y entre os máximos adjacentes? Primeiro mínimo :  1 1 d .senθ =  m + λ ⇒ d .senθ = λ  2 2 546 x10 −9 senθ = = 0,0023rad ⇒ θ = 0,0023rad (0,13o ) 2.0,12 x10 −3 Décimo máximo : d .senθ = mλ ⇒ d .senθ = 9λ 9.546 x10−9 senθ = = 0,04095rad ⇒ θ = 0,04095rad (2,4o ) 0,12 x10−3 y mλ senθ ≈ tgθ ≈ θ ⇒ tgθ = ≈ senθ = D d mλD mλD (m + 1)λD y= ⇒ ym = ; ym +1 = d d d λD 546 x10 −9.0,55 ∆y = ym +1 − ym = = = 2,5mm d 0,12 x10 −3