Espectros com rede de difração - Simulações Atividade E2 ......................................................................................................................data:...../....../.......... Nome
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Resumo teórico - Difração A difração ocorre quando uma onda contorna um ou mais obstáculos separados por aberturas (fendas). Ondas luminosas ao sofrerem difração, invadem a zona de sombra geométrica, após contornarem os obstáculos. Vamos observar a difração da luz a partir de um fio de cabelo. A lei de Difração diferentemente da interferência fornece para os pontos de interferência destrutiva a condição: m a senonde m=1,2,3.. inteiro e a.... é e espessura do objeto que a luz contorna, ou a abertura de uma fenda.
Diferentemente da interferência a difração fornece pontos de mínimo quando a relação Ndsen é satisfeita para N= 1,2,3..
N=1
N=2
Portanto a lei N=a sen na difração fornece pontos de mínimo!!!! 1 marisac@pucsp.br
Parte I – Difração: Exercícios com um simulador As questões a seguir serão baseadas ao uso do simulador disponível no link http://optativafisicaufrgs.blogspot.com/2010/06/simulador-difracao.html ou ainda em http://fisicaengdeprodpucsp.blogspot.com/2010/02/difracao-simulador.html. Estabeleça as condições fixadas, de um print screen na tela, recorte a imagem e cole abaixo:
Condição 1: Fixe as seguintes condições: Comprimento de onda = 700 nm e Espessura da fenda = 5,0 m
a. Utilizando a lei de interferência determine o ângulo em que se observa o 1º mínimo de
interferência (cuidado na lei de Difração os mínimos ocorrem para inteiros do comprimento de onda)
b. Verifique se este valor obtido é compatível com o obtido através do simulador
c.
Condição 1:
Fixe as seguintes condições: Comprimento de onda = 700 nm e Espessura da fenda = 2,00 m
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a. Utilizando a lei de interferência determine o ângulo em que se observa o 1º mínimo de
interferência (cuidado na lei de Difração os mínimos ocorrem para inteiros do comprimento de onda)
b. Verifique se este valor obtido é compatível com o obtido através do simulador
Condição 3. Fixe as seguintes condições: Comprimento de onda = 500 nm e Espessura da fenda = 2,00 m
a. Utilizando a lei de interferência determine o ângulo em que se observa o 1º mínimo de
interferência (cuidado na lei de Difração os mínimos ocorrem para inteiros do comprimento de onda)
b. Verifique se este valor obtido é compatível com o obtido através do simulador
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Com os resultados obtidos analise: a. O que ocorre com o 1º mínimo em uma figura de difração quando aumentamos as dimensões do objeto difrator?
b. O que ocorre com o 1º mínimo quando diminuímos o comprimento de onda da radiação incidente?
Aplicação Tecnológica – Pits e Lands em CD e DVD, Blue-Ray e capacidades de armazenamentos para cada mídia. Para responder a questão abaixo fornecemos algumas dicas disponíveis nos links abaixo: 1. 2. 3. 4. 5. 6.
http://www.guiky.com.br/2009/02/cd.html http://www.laesieworks.com/digicom/Storage_CD.html http://www.ic.unicamp.br/~rodolfo/Cursos/mc722/2s2008/Trabalho/g02_texto.pdf http://www.rpadistribution.co.uk/itemdesc.asp?ic=5060158310821 http://www.usbyte.com/common/compact_disk_3.htm http://www.howstuffworks.com/blu-ray.htm/printable
Considerando que o processo de armazenamento de informações em mídias que utilizam sistemas óticos como o CD e o DVD apresentará maior definição neste armazenamento quanto menor for o espalhamento do feixe em decorrência do efeito de difração, justifique baseando-se nos exercícios referentes ao simulador porque os gravadores de DVD Blue-Ray apresentam maior capacidade de armazenamento e maior definição de imagem e som.
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Redes de Difração- Resumo Teórico
Observe que perdemos intensidade da luz à medida que N aumenta.O valor de N corresponde ao que chamamos ordem espectral. Para N= 1 temos a 1ª ordem espectral (primeiro conjunto de informações mais próximo a fenda) Para N=2 temos a 2ª ordem espectral e assim sucessivamente
Observe que na Lei Ndsense incidirmos na rede de difração uma radiação com maior comprimento de onda, teremos maior desvio.
A imagem abaixo foi obtida para o hidrogênio observe as ordens espectrais e os desvios de cada cor.
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Link para a imagem http://3.bp.blogspot.com/_MWt_Igo8aZc/SbgIc3O9mkI/AAAAAAAACck/75ZYXoXKsOU/s1600h/espectro+do+H2.jpg
Abaixo fornecemos os comprimentos de onda de cada uma destas linhas é H 656,6 nm
H 486nm
H 434,0nm
H 410,1nm
Parte 2: Questões sobre Rede de difração Considere as fotos abaixo obtidas para uma lâmpada de hidrogênio utilizando as seguintes rede de difração: 100 linhas/mm, 300 linhas/mm e 600 linhas/mm
Escreve abaixo de cada foto cada uma das redes utilizada para a obtenção do espectro e justifique sua resposta utilizando a lei de interferência para a rede de difração. Todas as fotos foram obtidas com a rede disposta sempre a mesma distancia da lâmpada
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Rede utilizada
Lâmpada de H2
Rede utilizada
Lâmpada de H2
Rede utilizada
Lâmpada de H2
No experimento a seguir determinaremos utilizando um CD os comprimentos de onda de algumas linhas do Hg. Para isso teremos que na 1ª parte do experimento determinar a distancia entre os sulcos do CD (d) que deverá ser utilizado em todo o experimento
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Espectros com rede de difração - Simulador Para esta atividade clique no link abaixo: http://optativafisicaufrgs.blogspot.com/2010/06/blog-post_26.html 1. Fixe o gás Hidrogênio 2. Fixe a rede de difração de 600 linhas/mm 3. Escolha uma distancia entre a rede de difração e a tela 4. Repita o procedimento para a rede de 300 linhas/mm 5. Em seguida verifique os desvios observados para cada uma das linhas e preencha a tabela abaixo:
Tabela 1 Cor da linha
Distancia rede régua (cm)
Desvio da linha X (cm)
Rede utilizada
Ordem espectral
Violeta 1 ( H Violeta 2 (H Azul (H Vermelha (H
Compartilhando os dados Compartilhe seus dados clicando no link abaixo http://spreadsheets.google.com/ccc?key=0AqYRUlKRU7QdE9JTVdnSjdUQS1PZFZkR1pQT1Q4RkE&hl=pt_BR#gid=3
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Analise estatística dos resultados A partir dos dados da planilha disponível no Google Docs determine o valor médio do comprimento de onda para cada linha emitida pelo Hidrogênio, bem como o desvio padrão da media e forneça os resulados obtidos na tabela abaixo
Cor da linha
Comprimento de onda médio (nm)
Tabela2 Desvio Tamanho da padrão da amostra amostra (quantidade de medidas)
Desvio padrão da media
Correção de Student (70%)
Violeta 1 ( H Violeta 2 (H Azul (H Vermelha (H
Valores esperados para o comprimento de onda para o Hidrogênio
Para obter os valores esperados para as linhas do hidrogênio clique no link http://labempucsp.blogspot.com/search/label/informa%C3%A7%C3%B5es%20espectrais Forneça os valores esperados e a referência adotada:
Verifique a compatibilidade dos resultados obtidos
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