Oficina_Fisica_Moderna_Ondas_Parte_1

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Roberto de Andrade Martins Instituto de Física “Gleb Wataghin” -Unicamp Grupo de História e Teoria da Ciência http://www.ifi.unicamp.br/~ghtc/ Lucila Cescato Laboratório de Óptica IFGW - Unicamp cescato@ifi.unicamp.br Profas. Marisa A. Cavalcante e Cristiane R. C. Tavolaro Depto de Física - PUC/SP Grupo de Pesquisa em Ensino de Física marisac@pucsp.br e cris@pucsp.br Blog: http://fisicamodernaexperimental.blogspot.com/ Oficina Física Moderna Experimental Dualidade Onda Partícula - Parte 1 Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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O que diferencia um comportamento corpuscular de um comportamento ondulatório? Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Algumas Imagens Ir ao Blog Você “pegaria” esta onda? Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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COMPORTAMENTO ONDULATÓRIO Ondas e Partículas Física Moderna Experimental Marisa Almeida Cavalcante e Cristiane R. C. Tavolaro Editora Manole – 1ª edição 2003 e 2ª edição 2007 Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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l Ondas Eletromagnéticas Clique aqui para ver a animação Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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AMALDI, U., Imagens da Física, São Paulo, Scipione, 1992. Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Características das Ondas eletromagnéticas Ondas transversais Para ondas transversais em cordas com uma dada densidade linear d (massa/ unidade de comprimento), velocidade de propagação v, freqüência angular w e amplitude A temos : A Energia carregada por uma onda eletromagnética é proporcional ao quadrado da sua amplitude Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Interferência evidenciando o comportamento ondulatório 2 Ondas Princípio de Superposição SIMULAÇÃO http://www.eserc.stonybrook.edu/ProjectJava/WaveInt/index.html Soma de ondas com mesma freqüência, fase diferentes e fixas : Interferência construtiva e destrutiva quando fase =pi ou 2pi. Fases variáveis e velocidades diferentes - padrão não estacionário - não se observa interferência. Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Interferências de fendas duplas – Thomas Young Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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O 1.o máximo ( N=1 ) se encontra desviado de um ângulo q. A lei de interferência de Young:    N l = d sen q X Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Simulação interferências fontes esféricas Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Parte Experimental: Vamos utilizar uma placa em que foram gravadas duas fendas distantes de 0,3 mm e uma ponteira laser. Com uma distancia de cerca de 3,0 m da parede observe a figura de interferência e determine a partir desta figura o comprimento de onda do feixe da ponteira laser

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Difração Francesco Grimaldi – 1600 Evidenciando o comportamento Ondulatório Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Para ver um vídeo com cuba de ondas clique aqui Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Formulação matemática da difração e do princípio de Fresnel-Huygens 1882 Kirchoff/1894 Sommerfeld Embora a teoria de Fresnel-Kirchoff seja uma teoria escalar, ela descreve com grande exatidão o espectro angular experimental de difração de diversos objetos Teoria Vetorial rigorosa utilizando as Equações de Maxwell e condições de contorno – problema difícil do ponto de vista matemático e só foi feita em 1947 Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Exemplos de difração em aberturas Fenda d x F Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br Simulação

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Círculo 2R w Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Retângulo a b Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Difração de Fraunhofer – fendas duplas e paralelas Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br Parte Experimental: Com uma ponteira laser determine a espessura média de um fio de cabelo.

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Rede de Difração ou arranjo de fendas: Ordem espectral Para 8 fendas Poder de resolução M.. Número de sulcos total da rede N..Ordem espectral Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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O que ocorre agora se utilizamos nas Fendas de Young dois comprimentos de onda diferentes (duas cores) ? Temos um ponto de Maximo para cada comprimento de onda Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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 Foto-detector I Espectrometria ou Espectrofotometria d sen() = N  Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Determinação do número de sulcos/mm de um CD Clique para ver a montagem e o artigo Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Espectro continuo com CD – Por reflexão Veja o video clicando aqui Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Ir ao blog para ver detalhes desta montagem Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Observação espectros discretos Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br Lanterna fluorescente

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Análise quantitativa de espectros 1º passo – obter informações sobre o numero de sulcos/mm     d= 1/600 mm Obtendo esta informação por reflexão : clique aqui para ver o vídeo Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Análise quantitativa de espectros 2º passo – obtendo uma rede por transmissão Veja detalhes da montagem clicando nos links abaixo: Retirando a superfície refletora Determinando a distancia entre os sulcos Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Análise quantitativa de espectros 3º passo – fonte de luz, colimação e projeção do espectro . Fenda Variar a posição da lupa até focar a fenda na tela Fenda projetada na tela Clique aqui para ver o vídeo Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Análise quantitativa de espectros 4º passo – Dispondo o CD para obtenção do espectro CD D X D CD q N l = d senq d=1/600 mm Clique aqui para ver o vídeo Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

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Análise quantitativa de espectros Espectróscopio manual Para ver o vídeo clique aqui Marisa Cavalcante - marisac@pucsp.br

Summary: Esta apresentação é referente a Oficina de Física Moderna Experimental que discute aspectos relativos ao nascimento da mecanica quantica e em particular a dualidade onda-partícula

Tags: dualidade onda-partícula física quântica moderna oficina de

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