1 Relatório - Estudo da difração Ana Rita Dias-2013142131 e Ana Guarino-2013131907 TFM – 1ºANO, TURMA Pl2 Coimbra,19 de Março de 2014 Resumo Este trabalho prático tem como objetivo a determinação do comprimento de onda, λ, da luz proveniente de um laser e também o cálculo aproximado da distância entre as pistas de um CD, d, através do conhecimento dos fenómenos de interferência e difração da luz. Obteve-se um valor para o comprimento de onda de λ = 654 (±23,20) nm e uma distância entre pistas de d=1,37(±0,0596) µm. Introdução Esta experiência pretende determinar numa primeira fase o ângulo, , medido em relação ao máximo central, que se obtém da seguinte forma = onde Y corresponde à distância entre o máximo central e o risco luminoso e D a distância da rede de difração à folha de papel, para posteriormente determinar o comprimento de onda através da formula = . Numa segunda fase pretende-se obter a distância, , entre as pistas de um CD = onde corresponde ao comprimento de onda e ao ângulo medido em relação ao máximo central determinado na primeira fase da experiência. Método Experimental Na primeira parte do trabalho prático utilizámos uma rede de difração, colámos uma folha de papel branco à parede e posicionámos a rede a uma distância D, entre 10 e 20 cm, apontando depois o laser à rede fixamente e na perpendicular. Marcámos os 3 pontos que surgiram na folha como ilustra a Figura 1 e de seguida medimos e anotámos as distâncias y1 e y2. Repetimos este processo várias vezes variando a sempre distância da rede de difração à folha de papel, D. Figura 1-Representação esquemática da difração da luz através de uma rede de difração. Laser
Trabalho sobre a difracção da luz realizado numa cadeira de Física da Universidade.
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Relatório - Estudo da difração
Ana Rita Dias-2013142131 e Ana Guarino-2013131907
TFM – 1ºANO, TURMA Pl2
Coimbra,19 de Março de 2014
Resumo
Este trabalho prático tem como objetivo a determinação do comprimento de onda, λ, da luz
proveniente de um laser e também o cálculo aproximado da distância entre as pistas de um CD, d,
através do conhecimento dos fenómenos de interferência e difração da luz.
Obteve-se um valor para o comprimento de onda de λ = 654 (±23,20) nm e uma distância
entre pistas de d=1,37(±0,0596) µm.
Introdução
Esta experiência pretende determinar numa primeira fase o ângulo, 𝜽, medido em relação
ao máximo central, que se obtém da seguinte forma
𝜽𝒊 = 𝒂𝒓𝒄𝒕𝒂𝒏𝒀
𝑫
onde Y corresponde à distância entre o máximo central e o risco luminoso e D a distância da rede
de difração à folha de papel, para posteriormente determinar o comprimento de onda através da
formula 𝝀 = 𝒅 𝒔𝒊𝒏 𝜽 . Numa segunda fase pretende-se obter a distância, 𝑑, entre as pistas de um
CD
𝒅 =𝝀
𝒔𝒊𝒏 𝜽
onde 𝝀 corresponde ao comprimento de onda e 𝜽 ao ângulo medido em relação ao máximo central
determinado na primeira fase da experiência.
Método Experimental
Na primeira parte do trabalho prático
utilizámos uma rede de difração, colámos uma
folha de papel branco à parede e posicionámos a
rede a uma distância D, entre 10 e 20 cm,
apontando depois o laser à rede fixamente e na
perpendicular. Marcámos os 3 pontos que
surgiram na folha como ilustra a Figura 1 e de
seguida medimos e anotámos as distâncias y1 e y2.
Repetimos este processo várias vezes variando a
sempre distância da rede de difração à folha de
papel, D.
Figura 1-Representação esquemática da
difração da luz através de uma rede de
difração.
Laser
2
Posteriormente, posicionamos um CD com a
parte passível de gravação virada para a parede.
Apontámos o laser para esse mesmo lado do CD, como
mostra a Figura 2, fazendo novamente as medições das
distâncias y1 e y2, repetindo também o processo
diversas vezes variando a distância, D.
Resultados
Distância(D) (±0,0005) m Y1(±0,0005) m Y2(±0,0005) m
0.100 0.0840 0.0865
0.110 0.0970 0.0930
0.120 0.0950 0.105
0.130 0.117 0.111
0.140 0.112 0.140
Tabela_I - Valores recolhidos durante a primeira fase da experiência
Calculo dos ângulos para as diferentes distâncias:
𝜽𝒊 = 𝒂𝒓𝒄𝒕𝒂𝒏𝒀𝟏
𝑫 𝜽𝒊 = 𝒂𝒓𝒄𝒕𝒂𝒏
𝒀𝟐
𝑫
o Distância=0,100 metros:
𝜽𝟏 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 0,0840
0,100= 0,699 rad
𝜽𝟐 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 0,0865
0,100= 0,713 rad
o Distância=0,110 metros:
𝜽𝟑 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 0,0970
0,110= 0,723 rad
𝜽𝟒 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 0,0930
0,110= 0,702 rad
o Distância=0.120 metros:
𝜽𝟓 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 0,0950
0,120= 0,670 rad
𝜽𝟔 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 0,105
0,120= 0,719 rad
o Distância=0,130 metros:
𝜽𝟕 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 0,117
0,130= 0,734 rad
𝜽𝟖 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 0,111
0,130= 0,707 rad
Figura 2- Representação esquemática
para obtenção da distância entre as
pistas de um CD.
D
3
o Distância=0,140 metros:
𝜽𝟗 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 0,112
0,140= 0,675 rad
𝜽𝟏𝟎 = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 0,140
0,140= 0,785 rad
Considerando 𝑵 = 𝟏𝟎 como o números de ângulos obtidos das medições efetuadas, a média dos