Fenda Dupla de Young: Medindo o Comprimento de Onda da Luz
1 · Prever
A luz que passa por duas fendas próximas cria um padrão de franjas claras e escuras na tela. Aproximar as fendas torna as franjas mais apertadas ou mais espaçadas?
- Espaçamento mais estreito para fendas mais próximas.
- O espaçamento das franjas não depende da separação das fendas.
- Maior – a separação da fenda menor espalha mais o padrão da franja.
2 · Preparar
- Abra a predefinição de fenda dupla jovem e pressione Redefinir. O comprimento de onda da luz é 550 nm; a tela fica 100 cm das fendas.
- Ative a leitura de espaçamento de franjas.
- Defina a separação da fenda para cada tentativa e registre o espaçamento da franja resultante na tela.
3 · Coletar Dados
| Separação de fenda d (µm) | Espaçamento de franja y (mm) |
|---|---|
| 50.00 | |
| 100.00 | |
| 150.00 |
Plote o espaçamento das franjas y (eixo y) em relação a 1/d (eixo x) para suas três tentativas. A linha passa direto pela origem?
4 · Analisar
- Para um teste, calcule y = λL/d usando λ = 550 nm, L = 100 cm (convertendo cuidadosamente as unidades para obter y em mm). Compare com a tabela.
- Explique, usando y = λL/d, por que a separação de fenda menor d produz franjas com espaçamento MAIS AMPLO - o oposto do que você poderia imaginar inicialmente.
5 · Aprofundar
- Este experimento pode ser executado ao contrário: meça o espaçamento das franjas, a separação das fendas e a distância da tela e, em seguida, resolva λ. Foi assim que os físicos mediram com precisão o comprimento de onda da luz visível. Explique por que uma separação de fenda d muito pequena (em comparação com os comprimentos de onda da luz visível) é necessária para produzir um padrão de franja suficientemente largo para ser visto e medido.
- A experiência original de Young precisava que a luz de ambas as fendas fosse coerente (uma relação de fase fixa) para produzir um padrão de interferência estável - usando uma única fonte pequena iluminando ambas as fendas, em vez de duas lâmpadas separadas. Por que duas fontes de luz independentes e não correlacionadas não produziriam um padrão de franja visível e estável?
A física por trás deste experimento
Espaçamento de franja com fenda dupla
Duas fendas coerentes separadas pela distância d produzem franjas de interferência em uma tela à distância L, espaçadas por y = λL/d. Fendas mais próximas (d menor) espalham mais o padrão; um comprimento de onda mais longo também amplia o espaçamento.