Interferência e Difração

Fonte: Yong P. Chen, PhD, Departamento de Física & Astronomia, Faculdade de Ciências, Universidade purdue, West Lafayette, IN

Interferência e difração são fenômenos característicos de ondas, que vão desde ondas de água até ondas eletromagnéticas, como a luz. A interferência refere-se ao fenômeno de quando duas ondas do mesmo tipo se sobrepõem para dar uma variação espacial alternada de amplitude de ondas grandes e pequenas. Difração refere-se ao fenômeno de quando uma onda passa por uma abertura ou gira em torno de um objeto, diferentes partes da onda podem interferir e também dar origem a uma alternância espacial de grande e pequena amplitude.

Este experimento demonstrará a natureza das ondas da luz observando a difração e a interferência de uma luz laser que passa por uma única fenda e fendas duplas, respectivamente. As fendas são simplesmente cortadas usando lâminas de barbear em uma folha de alumínio e os padrões característicos de difração e interferência se manifestam como padrões de alternação de claras e franjas escuras em uma tela colocada após a folha, quando a luz é brilhoda através da fenda(s) na folha. Historicamente, a observação da difração e interferência da luz desempenharam papéis importantes no estabelecimento de que a luz é uma onda eletromagnética.

1. Aquisição dos Componentes Necessários para o Experimento

1. Obtenha óculos de segurança a laser e use durante este experimento antes de ligar o laser.
2. Obtenha um pedaço de papel alumínio e use uma tesoura para cortá-la em duas (aproximadamente) 2 x 2 em pedaços quadrados.
3. Obtenha dois papelões, cada um cerca de 3 x 3 in, com um orifício (diâmetro de cerca de 1 in) cortado no meio.
4. Obtenha um dispositivo que possa fixar o papelão ou um bloco ao qual o papelão possa ser colado.

Para a etapa 2.3, um padrão de luz representativo que pode ser observado na parede é mostrado na Figura 3b, exibindo as franjas de difração características. Observe que a franja brilhante central é aproximadamente duas vezes maior (na direção y)do que as outras franjas brilhantes (que são quase as mesmas na largura), e a intensidade excessiva das franjas brilhantes decaem do centro ao longo do eixo y,como esperado para o padrão de difração de fenda única.

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Neste experimento, demonstramos o padrão de difração de fenda única e o padrão de interferência de fenda dupla de luz, usando um raio laser. Observar esses fenômenos de ondas característicos demonstra a natureza das ondas da luz.

A difração e a interferência da luz desempenharam papéis essenciais no desenvolvimento da óptica, pois ajudaram a estabelecer que a luz é uma onda eletromagnética. Esses efeitos também são importantes em muitas tecnologias baseadas em óptica e fotôn...