Fenômenos de interferômetros (27/06/2025 - 27/06/2025)
INTERFERÊNCIA DE DUAS FONTES
Quando ondas distintas, de mesmas características, geradas a partir de duas fontes, se sobrepõem em um ponto do espaço, a INTENSIDADE da onda resultante naquele ponto pode ser maior ou menor que a intensidade de qualquer uma das duas ondas.
Chama-se este efeito de interferência. A intensidade pode ser tanto construtiva - quando a resultante da intensidade é maior que as intensidades individuais - quanto destrutiva - quando a resultantee da intensidade é menor que as intensidades individuais (Halliday, Vol 4. Ed. 5, 2001).
Embora possa haver , a princípio, interferência com qualquer numero de ondas, será estudada apenas a interferência de duas ondas.
A Fig. 1 mostra um instante de tempo de duas ondas - nomeadas de onda 1 e onda 2 - idênticas que alcançam o mesmo ponto P no espaço.
Fig.1 (a) Interferência construtiva de duas ondas que estão em fase.
Em (b), interferência destrutiva de duas ondas que estão defasadas de π (ou meio comprimento de onda)
Em (a) elas chegam em fase, isto é, elas coincidem pico com pico e vale com vale. O efeito resultante no ponto P é devido à combinação das duas ondas e a onda resultante tem a amplitude aumentada de duas vezes maior que a amplitude das ondas originais. ESTA É A CONDIÇÃO DE INTERFERÊNCIA CONSTRUTIVA MÁXIMA. Ainda, este padrão se manteria e teria o mesmo aspecto se uma das ondas fosse deslocada de um ciclo completo (2π radianos ou de n=1, 2, 3, ..., comprimentos de onda).
Diz-se , por conseguinte, que acontece interferência construtiva máxima quando a diferença de fase (em radianos) de duas ondas é de 0, 2π, 3π, 4π, ... (ou correspondentemente de 1, 2, 3, 4, ... comprimentos de onda).
Em (b), as ondas alinham-se pico com vale e vale com pico. Esta é a condição de interferência destrutiva completa, na qual as duas ondas cancelam-se mutuamente no ponto P. Isto é, a interferência destrutiva completa de duas ondas acontece quando a diferença de fase (em radianos) é de π, 3π, 5π, ...(ou correspondentemente de multiplos de meio comprimento de onda).
Assumiremos, daqui em diante, que a relação de fase entre as duas ondas não muda com o tempo. Tais ondas são ditas COERENTES. Quando ondas coerentes interferem, a intensidade da onda formada pela combinação das ondas originais em cada ponto do espaço não muca com o tempo. A coerência, que é uma condição necessária para que a interefência ocorra, é tema para aulas mais adiante.
Em geral, não se consegue que duas fontes de luz distintas serja coerentes, porque a emissão de luz por átomos de uma fonte é independente da emissão de outra fonte.
Para executar experimentos de interefência de luz, normalmente, é necessário dividir a luz de uma só fonte em duas componentes de luz. Isto garante a coerência.
Analogamente, um padrão de interferência é gerado por ondas na água em um tanque de ondas (Fig.2) que apresenta máximos e mínimos de interefência.
Fig.2. Dois osciladores do lado esquerdo criam dois padrões de ondas circulares que se superpõem
para dar origem a um dado padrão de máximos e mínimos das ondas.
A Fig. 3 mostra o lprimeiro método para dividir uma frente de ondas plana em duas fonte componentes que podem então se interferirem mutuamente.
Fig. 3 Onda plana incidente em duas fendas, gerando duas fontes secundárias a superpor mutuamente.
Para analisar o padrão de inteferência, considera-se ondas de casa fenda que combinam em um ponto arbitrário P sobre a tela C (Fig. 4). O ponto P está a r1 e r2 das fentas S1 e S2.
Fig. 4 S1P e S2P representam as direções de propagação das ondas que se combiman em P. Na verdade, D>>d, de modo que a figura foi distorcida para melhorar o entendimento. O ponto a é o ponto médio entre as fendas.
Inicia em 05/07/2025 às 0h 0 e finaliza em 13/07/2025 às 23h 59