Interferômetro de Michelson

Apresentação em tema: "Interferômetro de Michelson"— Transcrição da apresentação:

1 Interferômetro de Michelson
André de Freitas Smaira Thereza Cury Fortunato

2 Albert Abraham Michelson (19/12/1852 - 09/05/1931)
1887 – Interferômetro => Éter não existe!! 1907 – Primeiro americano a receber um Nobel em ciências

3 Objetivos Entendimento do funcionamento do interferômetro
Calibração do interferômetro* Obtenção de comprimentos de onda para fontes diversas* Determinação do dubleto de sódio Obersevação da variação do índice de refração com a pressão *Etapas automatizadas

4 Funcionamento Divide o feixe para posterior interferência

5 Condição de Máximos 2𝑑= ∆𝑚 𝜆

6 Como automatizar? Medida de deslocamento 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙𝑒 𝑝𝑜𝑟 𝑚𝑜𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑝𝑎𝑠𝑠𝑜 ⇒𝑉𝑖𝑏𝑟𝑎çã𝑜 𝑒𝑛𝑞𝑢𝑎𝑛𝑡𝑜 𝑝𝑎𝑟𝑎𝑑𝑜 ⇒ × 𝑃𝑎𝑞𝑢í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜/𝑚𝑖𝑐𝑟ô𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑖𝑔𝑖𝑡𝑎𝑙 ⇒ 𝐴𝑙𝑡𝑜 𝑐𝑢𝑠𝑡𝑜/𝐷𝑒𝑚𝑜𝑟𝑎 𝑛𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒𝑔𝑎 ⇒ × 𝐷𝑖𝑠𝑐𝑜 𝑐𝑜𝑚 𝑚𝑢𝑖𝑡𝑜𝑠 𝑓𝑢𝑟𝑜𝑠 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙𝑒 ó𝑝𝑡𝑖𝑐𝑜 ⇒ 𝐴𝑙𝑡𝑎 𝑝𝑟𝑒𝑐𝑖𝑠ã𝑜 ⇒✓

7 Como automatizar? Medida de intensidade ⟹ Fotodiodo OPT301 ⇒ Método já utilizado para FFT com osciloscópio

8 Como automatizar? T𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑑𝑎𝑑𝑜𝑠 𝐿𝑎𝑏𝑉𝑖𝑒𝑤 ® ⇒𝐷𝑒𝑠𝑐𝑜𝑛ℎ𝑒𝑐𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑡𝑖𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎çã𝑜 ⇒ × 𝑀𝑎𝑡𝑙𝑎𝑏 ® ⇒𝑈𝑠𝑜 𝑓𝑟𝑒𝑞𝑢𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒𝑠𝑠𝑎 𝑓𝑒𝑟𝑟𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎 ⇒✓

9 Aparato Experimental Interferômetro Componentes ópticos Fotodetector
Motor AC Placa de aquisição DAQ USB-6008 Lasers de diferentes frequências Computador com Matlab® Circuito de aquisição

10 Circuito

11 Software – Inserção de Dados

12 Software – Aquisição de Dados
Gráficos salvos automaticamente após a confirmação de utilização dos mesmos

13 Software – Resultado Resultados salvos em arquivo automaticamente

14 Gráficos 2𝑑=∆𝑚 𝜆 ⇒ 2𝐾𝐷=∆𝑚 𝜆 ⇒ 𝐷= 𝜆 2𝐾 Δ𝑚

15 Resultados 𝐾 𝑣𝑒𝑟𝑚𝑒𝑙ℎ𝑜 = 0.1171 ± 0.0003 Valores Teóricos
𝜆 𝑣𝑒𝑟𝑚𝑒𝑙ℎ𝑜 = 629 ± 4 𝑛𝑚 𝜆 𝑣𝑒𝑟𝑚𝑒𝑙ℎ𝑜 =632,8 𝑛𝑚 𝜆 𝑙𝑎𝑟𝑎𝑛𝑗𝑎 = 607 ±7 𝑛𝑚 𝜆 𝑙𝑎𝑟𝑎𝑛𝑗𝑎 =612,0 𝑛𝑚 𝜆 𝑎𝑚𝑎𝑟𝑒𝑙𝑜 = 595 ±9 𝑛𝑚 𝜆 𝑎𝑚𝑎𝑟𝑒𝑙𝑜 =594 𝑛𝑚 𝜆 𝑣𝑒𝑟𝑑𝑒 = 548 ± 4 𝑛𝑚 500 𝑛𝑚 < 𝜆 𝑣𝑒𝑟𝑑𝑒 < 𝑛𝑚

16 Conclusões Tempo de medida menor Visualização do processo
Facilidade de execução da medida Possibilidade de realização do experimento na claridade Fácil descarte de dados em caso de interferência externa Resultados corretos Incerteza da mesma ordem de grandeza da medida manual

17 Trabalhos Futuros Dubleto de Sódio Lei de Gladstone

18 Dubleto de Sódio Duas linhas amarelas (589 nm e 589,6 nm)
Condições consecutivas de baixo contraste (máximos e mínimos se sobrepoem) 2 𝑑 1 = 𝑚 1 𝜆 1 = 𝑚 1 +𝑛 𝜆 2 2 𝑑 2 = 𝑚 2 𝜆 1 = 𝑚 2 +𝑛 𝜆 ⇒ Δ𝜆 ≈ 𝜆 2 2𝑑 Apesar de não termos testado essa parte, a determinação do comprimento de onda médio teoricamente é possível a partir da automatização das outras etapas, faltando apenas a determinação da distância entre as posições de baixo contraste

19 Lei de Gladstone 2 𝑛−1 𝑙= ∆𝑚 𝜆
Usando uma cavidade com gás em um dos braços com ambos espelhos parados Lei de Gladstone 𝑛−1 𝜌 =𝑐𝑡𝑒 𝜌 ∝𝑃 ⇒ ∆𝑚 ∝ 𝑛−1 ∝ P Para essa etapa deve-se fazer um equipamento que controle a pressão e meça o deslocamento das franjas de interferência 2 𝑛−1 𝑙= ∆𝑚 𝜆

20 Sensor MPX2100 Esse é um sensor piezoelétrico, em que o intervalo de pressão utilizado na medida gera tensões fáceis de ser medidas. Além disso ele pode ser encontrado no Brasil e é barato (em torno de R$50,00, o que viabiliza futuras tentativas de automatização dessa parte do experimento.

21 Referências MPX2100 – datasheet Monômetro portátil com saída de dados
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