Manual do produto (PT)
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1. laser no cavale te Otico ajusta se o feixe de tal forma que ele incide nos dois espelhos e surgem dois pontos luminosos de igual luminosidade na tela de ob servac o caso seja necess rio pode se alterar a inclinac o do espelho por meio do parafuso de ajuste Logo leva se os dois pontos a se so brepor na tela de observa o girando o parafuso de ajuste Quando agora a lente colocada no eixo do feixe deveria aparecer uma imagem de interfer ncia a qual pode ficar ainda mais focali zada com um ajuste posterior do laser Fig 3 montagem do ensaio Experi ncia compacta de interfer ncia 4 2 Experi ncia cl ssica de interfer ncia 4 2 1 Montagem da experi ncia Os seguintes aparelhos s o necess rios 1 x U10302 Banco tico com perfil de tr s arestas 0 5 m de comprimento 1 x U10312 Cavalete tico 120 mm de altura 50 mm de largura 1 x U10311 Cavalete tico 90 mm de altura 50 mm de largura 2 x U10310 Cavalete tico 60 mm de altura 50 mm de largura 1 x U43001 Laser He Ne 1 x U10345 Espelho de Fresnel 1 x Lente de amplia o por ex f 5 mm 1 x U17104 Lente convexa f 200 mm A montagem da experi ncia pode ser vista na Fig 4 Primeiro monta se o laser e a lente de ampliac o e estes s o orientados de modo a que o feixe laser ampliado ao passar pela lente tenha um percurso paralelo ao cavalete tico O percurso do feixe pode ent o ser visualizado utilizando uma folha de pa pel N o o2. 3B SCIENTIFIC PHYSICS going one step further U10345 Espelho de Fresnel Instruc es para o uso 11 04 MH Fig 1 componentes Com o espelho de Fresnel podem ser realizadas expe ri ncias com a interfer ncia na luz monocrom tica coerente sendo que atrav s dos dois espelhos uma fonte luminosa se transforma em duas fontes lumino sas virtuais as quais ent o interferem 1 Indica es de seguran a e Ao utilizar um laser deve se respeitar estritamen te as regras de seguran a por exemplo nunca olhe diretamente para o feixe e Durante as experi ncias nenhum observador deve se sentir ofuscado 2 Descri o A ideia de Fresnel de levar fontes luminosas a interfe rir por meio de dois espelhos est representada na ilus tra o 2 A luz emitida a partir do ponto luminoso P feixe laser paralelo com lente pr via refletida por dois espelhos de tal forma que os dois feixes parciais se sobrep em e interferem um com o outro A an lise dos resultados da experi ncia pode ser efetuada ma tematicamente de modo simples ou fisicamente de modo compreens vel determinando se a dist ncia entre os dois pontos luminosos virtuais P e P e cal culando se o padr o de interfer ncia como sobreposi o de ondas circulares emitidas por P eP Vidro de protec o de acr lico Barra 10 mm de di metro de aco fino Cavalete tico n o inclu do no fornecimento Armac o de alum nio anodizado preto Parafuso pa
3. ente caseiro O espelho deve ser sempre que poss vel desempoeirado s a seco com um pincel suave Caso necess rio pode se tamb m efetuar a limpeza com uma solu o de detergente num pano suave Armazenamento o armazenamento deve ocorrer num local livre de poeira de prefer ncia com uma capa protetora de pl stico esticada por cima do aparelho 4 Execu o da experi ncia e an lise de resultados A seguir est o duas experi ncias descritas No ca p tulo 4 1 apresentada uma montagem simples e compacta o qual leva a largas bandas claras de interfer ncia mas que ainda n o foram analisadas quantitativamente No cap tulo 4 2 mostrada a experi ncia cl ssica e por meio de um exemplo esta analisada 4 1 Experi ncia de interfer ncia qualitativa compacta O seguintes aparelhos s o necess rios 1 x U10302 Banco tico com perfil de tr s arestas 0 5 m de comprimento 1 x U10312 Cavalete tico 120 mm de altura 50 mm de largura 1 x U10311 Cavalete tico 90 mm de altura 50 mm de largura 2 x U10310 Cavalete tico 60 mm de altura 50 mm de largura 1 x U10331 Bra o de alongamento 1 x U43001 Laser He Ne 1 x U10345 Espelho de Fresnel 1 x Lente de amplia o por ex f 5 mm 1 x U17125 Tela de observac o A montagem da experi ncia pode ser vista na ilus trac o 3 O espelho de Fresnel est numa inclina c o de aprox 1 em relac o ao laser A lente est fora do feixe no in cio Girando o
4. ente pequenos sin q tan q Al m disso seja d primeira m xima Das equa es 1 e 2 resulta ent o D da 3 Fig 6 forma o da m xima de intensidade quando d n v lido n um n mero inteiro mi H ja E sam om Ilustr 7 determina o da dist ncia a das fontes luminosas pontuais com o uso de uma lente por ex f 200 mm As dist ncias A e b s o medidas e Adeterminacdo da dist ncia entre as fontes lumi nosas pontuais est representada na ilustra o 7 Utilizando se a regra de feixes resultam direta mente ambas rela es 4 gt 9 S 09 cay 8 4 5 f gt sS e A igualac o de ambas equa es para a elimina o de a A e a solu o por g resulta em po 6 b f e Se isto for aplicado na equa o 4 ent o pode se determinar a e aplicar o valor na equa o 3 O comprimento L que ainda falta na equa o 3 re sulta conforme a ilustra o 7 da soma das duas dist ncias g e b Aplicando se tudo na equa o 3 obt m se e Para este exemplo obt m se A 640 nm o que coincide bem com a indica o do fabricante para o laser utilizado 632 8 nm 3B Scientific GmbH Rudorffweg 8 21031 Hamburg Alemanha www 3bscientific com Sob reserva de modifica es t cnicas
5. lhe diretamente para o feixe A seguir monta se o espelho de Fresnel num ngulo de incli na o de aprox 1 a 2 em rela o ao laser Girando o parafuso de ajuste 5 deveria surgir agora uma imagem que pode ser ajustada sobre a tela a 2 3 m de dist ncia a qual no geral corresponde ilustra o 5 esquerda ao lado do desenho da imagem da interfer ncia ser vista mais uma rea clara que originado pela luz que incide al m dos espelhos Ao lado das listras do pr prio dese nho da imagem da interfer ncia dependendo da qualidade e do estado de limpeza do laser e do espelho podem ser vistas outras listras e an is Uma defini o de qual s o as listras realmente produzi das pelos espelhos f cil de se obter girando o parafuso de ajuste S as listras que modificam a sua largura s o verdadeiras listras de interfe r ncia A sua dist ncia deve poder ser ajustada numa faixa de aprox 1 a 4 mm 17 Fig 4 montagem do ensaio Experi ncia cl ssica de interfer ncia Posic o dos elementos aresta esquerda do cavalete tico laser 0 mm lente f 5 mm 150 mm espelho de Fresnel 220 mm lente f 200 mm s montado quando a distancia da fonte luminosa virtual amp medida aprox 380 mm A imagem da interfer ncia ser vis vel de 2 a 3 m de dist ncia sobre uma tela ou numa parede clara Fig 5 imagem de interfer ncia na tela de observa o Na margem esquerda v se mais uma lis
6. ra ajustar o espelho SOSOVO Espelhos de superf cie de acr lico preto Y uh Fig 2 princ pio de funcionamento do espelho de Fresnel O espelho de Fresnel consiste em dois espelhos parci ais de acr lico transparente de 29 mm x 45 mm cada um Sendo que nas experi ncias instala se um feixe luminoso enviesado assim chega se reflex o total e o acr lico age como um espelho de superf cie Um dos espelhos est fixo na arma o enquanto que o outro ajust vel numa faixa de aprox 0 5 at 2 Na fren te dos espelhos encontra se uma placa de prote o de acr lico a qual n o precisa ser retirada para se execu tar a experi ncia Assim s o evitados contatos involunt rios com os espelhos A barra de apoio tem um di metro de 10 mm e est calculada no seu com primento para que resulte uma altura padr o do cen tro do espelho de 150 mm 16 3 Operac o e manutenc o O espelho de Fresnel operado com um feixe lu minoso enviesado sendo que o espelho esta incli nado num ngulo de aprox 1 a 2 com rela o ao feixe Depois que a fonte luminosa tenha sido ajustada de forma que ambos espelhos estejam ilu minados com a mesma intensidade pode se mo dificar o ngulo de inclinac o dos feixes entre eles girando se o parafuso de ajuste Manuten o em princ pio o espelho de Fresnel n o necessita manuten o Para a limpeza pode se lim pa lo com um pano mido gua com deterg
7. tra clara a qual originada pela luz que incide fora do espelho 4 2 2 Execu o da experi ncia e AO iniciar a experi ncia primeiro determina se a dist ncia D das listras de interfer ncia Caso por exemplo a dist ncia entre 7 a m xima de 24 1 mm ent o D 3 43 mm e Depois monta se a lente de 200 mm e caso ne cess rio ajusta se a at que duas manchas lumi nosas claras a aprox 3 15 mm uma da outra apare am sobre a tela a luz que passa do espe lho gera uma terceira mancha mais longe es querda Neste caso pode ser vantajoso que as manchas luminosas sejam maiores do que o ta manho m nimo quando a lente est focalizada Neste exemplo a dist ncia das manchas lumino sas A 6 8 mm e foi determinada com calibrador e A ltima grandeza ainda necess ria para o c lcu lo a dist ncia b entre a lente de 200 mm e a tela de observa o b 2700 mm 4 2 3 C lculo da experi ncia e Como j foi exposto gra as ilustra o 2 a ima gem de interfer ncia pode ser interpretada como sobreposi o de duas fontes luminosas pontuais P e P Para que se obtenha um resultado de in tensidade m xima na tela de observa o a dife ren a de passo d entre dois feixes originados em P e P tem que corresponder exatamente ao com primento de onda ou ser um m ltiplo inteiro de A Com as grandezas definidas na ilustra o 6 resulta CED sin 1 D T op 2 e No caso de ngulos q suficientem
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