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Relatório Referente à Prática Experimental: A medida do comprimento de onda médio das cores do espectro contínuo da luz, interferência. VARJÃO, Aureiza C.– 2018.1– Física Experimental IV – Licenciatura em Física – Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Sertão Pernambucano – Campus Petrolina. e-mail: aureiza.cavalcante@aluno.ifsertão-pe.edu.br Resumo: Este relatório tem como fundamento descrever os procedimentos realizados durante a atividade prática no laboratório da disciplina de Física Experimental IV. O experimento acerca da medida do comprimento de onda médio das cores do espectro contínuo da luz, interferência, tem como objetivo descrever o que ocorre com a luz policromática branca ao passar por uma rede de difração, assim como também, determinar o comprimento de onda médio das cores em que compõem a luz branca. palavra chave: comprimento de onda, luz, cores, eletromagnetismo, laboratório. Introdução As ondas são formadas pela movimentação, não necessita de um meio material para se propagar, mesmo que ainda possa utilizar de um meio material para a sua propagação. Como por exemplo, a luz, necessariamente não precisa de um meio material para propagar-se, mas pode ocorrer na água, no ar ou em outros meios. Desta forma, as ondas eletromagnéticas são organizadas de acordo com um diagrama conhecido como espectro eletromagnético, neste diagrama, a radiação é ordenada de acordo com a sua frequência e pelo seu comprimento de onda. Por definição, a frequência de uma onda pode ser explicada de acordo com o seu comprimento de onda, sendo que, o comprimento de onda implica na distância em que a onda percorre para a realização de uma oscilação completa, com isso, a frequência é definida como o número de oscilações. O ser humano só consegue enxergar uma pequena faixa do espectro eletromagnético, conhecida como luz visível. Sabendo que todas as cores
pertencem à parte visível do espectro, desta maneira, a junção de todas as cores resultam na formação da luz branca. Figura 1 - Imagem retirada da internet. Os limites dos intervalos de comprimento de onda ( ) das diferentes λ cores do espectro da luz visível é arbitrário, isto porque as cores passam umas para as outras gradualmente. [1] Figura 2: Os comprimentos de onda mais curtos são percebidos como violeta e os comprimentos de onda mais longos são percebidos como vermelho. Existem sete faixas de comprimento de onda dentro do espectro visível, cada uma correspondendo a uma cor diferente. [2] Desta maneira, os comprimentos de onda da luz visível são: Violeta : 380–450 nm (frequência de 688–789 THz) Azul : 450–495 nm Verde : 495–570 nm Amarelo : 570-590 nm Laranja : 590-620 nm Vermelho : 620-750 nm (frequência de 400-484 THz). Procedimento Experimental Materiais: Para a realização do experimento, foram utilizados os equipamentos e materiais adquiridos pela instituição de ensino, disponibilizados no laboratório de Física Experimental, sob a supervisão do técnico do laboratório e do professor orientador, tais materiais utilizados encontram-se na tabela 1. Tabela 1. Lista de materiais utilizados Quantidade Item 01 Barramento para banco óptico, 930 mm, escala I, escala II, escala III, sapatas niveladoras
hipotenusa, que neste caso, é a distância entre a rede de difração e a metade da região do primeiro máximo da radiação vermelha. Para calcular a hipotenusa precisamos utilizar a seguinte equação, ℎ𝑖𝑝 2 = 𝑂𝑃 2
- 𝐿 2 ℎ𝑖𝑝 2 = 0, 180 2
- 0, 200 2 ℎ𝑖𝑝 2 = 0, 0324 + 0, 04 ℎ𝑖𝑝 = 0, 0724 ℎ𝑖𝑝 = 0, 269 𝑚 Tendo conhecimento do valor para a hipotenusa, pode-se determinar o senα para a radiação vermelha da seguinte forma, 𝑠𝑒𝑛 α = 𝑂𝑃 ℎ𝑖𝑝 𝑠𝑒𝑛 α = 0, 0, 𝑠𝑒𝑛 α = 0,66m Sabendo que a rede de difração que foi utilizada possui 1000 fendas por mm composta em um retângulo de 20 mm de comprimento, ou seja, tinha 20.000 fendas em 20mm que implicam em uma distância de 0.001 mm entre intrafenda. Com isso, o valor da distância que separa duas fendas consecutivas da rede em nanômetros, é igual a 𝑑 = 1, 0 × 10 − 𝑚 Sendo possível completar a sexta coluna da primeira linha da tabela 1 , referente a radiação vermelha. Tomando o conhecimento do valor para a distância, podemos encontrar o valor do comprimento de onda médio da radiação vermelha. Para isso, devemos utilizar a seguinte equação para o comprimento de onda, λ = 𝑑𝑂𝑃 (ℎ𝑖𝑝) λ = 668 × 10 − 𝑚 Desta forma, é possível completar a primeira linha da tabela 1. Todos os procedimentos citados acima, foram repetidos e completados nas suas posições na tabela 1, seguindo cada cor do espectro. Tabela 1 - Informações sobre as radiações. pt. Radiaçã o
± 5 × 10−^
2 ± 7 × 10− 𝑂𝑃 2 ( × 10 −2m) Vermelh a 10 − 1, 8 × 10−1^ 4 × 10−2^ 3,
Laranja (^10) − 1, 65 × 10 − 4 × 10 − 2, Amarela (^10) − 1, 55 × 10−1^ 4 × 10−2^ 2, Verde (^10) − 1, 4 × 10−1^ 4 × 10−2^ 1, Azul (^10) − 1, 3 × 10 − 4 × 10 − 1, Anil (^10) − 1, 2 × 10 − 4 × 10 − 1, Violeta (^10) − 0, 9 × 10 − 4 × 10 − 0, Tabela 2 - Informações sobre as radiações. pt Radiação (^) 𝑂𝑃^2 + 𝐿^2 (× 10 − m) 𝑠𝑒𝑛α λ ( × 10 ) − Vermelh a (^) 7,24 0,66 668 Laranja (^) 6,72 0,63 636 Amarela (^) 6,4 0,61 612 Verde (^) 5,96 0,57 573 Azul (^) 5,69 0,54 544 Anil (^) 5,44 0,51 514 Violeta (^) 4,81 0,41 410 Conclusão Ao término desta atividade é possível enfatizar que os resultados e discussões obtidos durante todo o processo de realização das atividades foram satisfatórios. Com a realização das atividades pôde-se compreender, determinar e descrever melhor o comprimento da onda, e o que ocorre com a luz policromática branca ao passar por uma rede de difração Por fim, concluímos que as atividades foram realizadas assim como esperadas diante do roteiro proposto pelo professor responsável pela turma de Física Experimental IV. Referências Mineralogia Óptica, Nardy, A.J.R; [1] Machado, F.B, cap.I, pag.1. [opticat1.PDF (unesp.br)] RODRIGO. Espectro visível: [2] definição, comprimentos de onda e cores. definição, comprimentos de onda e cores. Disponível em: https://pt.estudyando.com/espectro-visivel- definicao-comprimentos-de-onda-e-cores/#
. Acesso em: 02 nov. 2021. NUSSENZVEIG, Herch Moysés (ed.). Curso de Física Básica: ótica, relatividade, física quântica. 2. ed. Rio de Janeiro: Blucher, 2014. 359 p. Título Original: H. Moysés Nussenzveig. YOUNG, Hugh D. et al. University physics. Reading, MA: Addison-Wesley,
