R1_espectro com CD

Espectros com um CD e difração - Experimento Real Roteiro R1 ......................................................................................................................data:...../....../..........

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Parte 1: Determinando o parâmetro da rede de difração – distancia entre os sulcos do CD Ver vídeos disponíveis em http://fisicamodernaexperimental.blogspot.com/2009/02/espectro-por-projecao-parte-1-de-3.html http://fisicamodernaexperimental.blogspot.com/2009/02/espectro-por-projecao-parte-2-de-3.html

Material:  Um CD “sem a camada refletora”  Uma fonte Laser.  Uma trena.  Uma folha de papel branca Procedimento:  Para esta experiência, o ambiente deve ser parcialmente escurecido.  Monte o experimento, conforme indica a Figura 1, sobre uma superfície plana horizontal.  A fenda dupla deve estar a aproximadamente de 3 metros da parede; ela deve permanecer paralela à parede, e bem perpendicular ao feixe de luz do Laser (veja Figura 1).  Faça a luz do Laser passar pela fenda dupla e incidir sobre uma folha branca de papel na parede da sala.

Parede

CD

Folha de papel branca

Ponteira laser

D

de 1,0 a 2,0 m

Fig. 01 1 marisac@pucsp.br

  

Verifique se ocorrem franjas de interferência na parede, isto é, máximos e mínimos de luminosidade (pontinhos de luz).

Com a trena, meça a distância (D) entre a parede e a tela; anote esse valor.

Demarque na folha os pontos de interferência e o ponto central.

 N=1

ponto central

N=1

N.X

Fig.03 

Para obter o valor da distancia X vamos obter um valor médio para pelo menos 10 pontos de máximo. O valor de X será dado pela distancia de um extremo a outro dividido (figura 2) pelo número de máximo. parede

 X  D

CD

Fig.03 Tabela dos resultados obtidos Tabela1 Distancia tela e CD

2X

X

D (cm)

cm

cm

Sen

Determinação do parâmetro da rede 1. Considerando as medidas acima e determine o valor da distancia entre os sulcos do CD, utilize o comprimento de onda médio para o laser igual a 655nm 2 marisac@pucsp.br

Tabela2 Sen

(nm)

d (nm)

Compartilhando os resultados: Clique no link abaixo e compartilhe os dados http://spreadsheets.google.com/ccc?key=0AqYRUlKRU7QdGQ0dnVrNzR4UGxEaFp1QWZmVXEtRkE&hl=pt_BR#gid=5

Analise estatística Transfira os dados obtidos na planilha compartilhada e calcule o valor médio do numero de sulcos (pits) por mm de um CD, bem como o desvio padrão da media e efetue a correção de Studart.

Valor médio obtido= Desvio padrão da media= Erro da media (correção de Studart)= Compare este valor com o valor médio esperado ( distancia entre os pits = 1,6m) que corresponde a 625 linhas/mm

Parte 2. Determinando o comprimento de onda da linha verde do Hg Veja o vídeo disponível em http://fisicamodernaexperimental.blogspot.com/2009/02/espectro-por-projecao-parte-3-de-3.html

Material:  Um CD sem a camada refletora  Uma lâmpada de Hg (fluorescente) com uma fenda.  Uma tela recoberta de papel branco.

3 marisac@pucsp.br

Procedimento:   

Ajuste de foco Para esta experiência, o ambiente deve ser bem escurecido.

Monte o experimento, conforme indica a Figura 2, sobre uma superfície plana horizontal.

Ajuste a posição entre a tela e a lupa até obter uma fenda bem focada na tela (veja Figura 2). tela lupa

Ajustar D Lâmpada com fenda

Fig. 02

Decompondo a luz com o CD 

Após o ajuste realizado acima coloque o cd próximo a tela (uns 10 cm aproximadamente) até observar o espectro do Hg

lupa

tela

Vista Superior N=1

X

D Lâmpada com fenda

Incidir a luz próxima a borda externa do CD

 D

CD

Fig.03 4 marisac@pucsp.br



A partir da visualização do espectro de 1ª ordem demarque no papel da tela a fenda central e a posição da linha verde

X

 D

CD

Fig.04 Determinação do comprimento de onda da linha verde do Hg

Tabela 3

D(cm)

X(cm)

sen

d(nm)

 verde (nm)

2. Analise estatística dos resultados – Validando as medidas 1. Compartilhando os resultados Com os dados obtidos na tabela acima clique no link e digite seus resultados ( na coluna grupo, digite o nome de um dos componentes). Atenção digite na planilha correta (comp. de onda verde) http://spreadsheets.google.com/ccc?key=0AqYRUlKRU7QdGQ0dnVrNzR4UGxEaFp1QWZmVXEtRkE&hl=pt_BR#gid=5

5 marisac@pucsp.br

Com os dados digitados dos demais grupos construa a sua tabela e calcule o valor com comprimento de onda médio para toda a turma e determine também o desvio padrão da amostra e o desvio padrão da média.

Verifique se o valor obtido é compatível com o esperado para a linha verde do Hg Para buscar o valor esperado clique no link abaixo:

http://labempucsp.blogspot.com/search/label/informações espectrais

6 marisac@pucsp.br

Anexo Desvio padrão de uma amostra é dado por: Desvio padrão da média

Dica: Você pode utilizar a função do BrOffice ou Excel para calcular o desvio padrão da amostra para isso use a função desvpad e selecione a coluna de dados onde se deseja calcular o desvio padrão

Avaliação da incerteza tipo A Seguem a distribuição estatística de Gauss e podemos dizer que:

Figura retirada do livro “Estimativa e erros em Experimentos de Física”; Santoro, A et al da editora UERJ 2005 Esta distribuição apresenta as seguintes propriedades 68,3 % das medidas estão compreendidas entre 95,5% das medidas estão compreendidas entre 99,7 % das medidas estão compreendidas entre Para encontrar este % basta calcular a área total da curva e a área compreendida entre .

O erro de cada medida é dado, portanto pelo desvio padrão da média.

Desvio padrão da Média 7 marisac@pucsp.br

Para N medidas teremos , Onde xcorresponde ao desvio padrão da amostra Propagação de erros

Jose Henrique Vuolo, Fundamentos da Teoria de erros editora Edgard Bücher LTDA , 2ª edição revisada e ampliada, 1996

8 marisac@pucsp.br