Atividade II: A busca pelo éter
Condições de conclusão
Aberto: quinta-feira, 7 nov. 2013, 10:50
Vencimento: quarta-feira, 13 nov. 2013, 00:55
 Atividade II  O applet ao lado representa o Interferômetro de Michelson- Morley. Nele podemos visualizar a trajetória de dois feixes de luz que seguem direções ortogonais. Ao saírem do espelho semirefletor Esemirefletor sofrem reflexão nos espelhos Evertical e Ehorizontal e voltam para o espelho semirefletor Esemirefletor. Ao se encontrarem, sofrem interferência cuja imagem pode ser observada. Pode-se inferir sobre o tempo que cada um dos feixes leva para ir e voltar e, consequentemente, sofrerem interferência.O applet permite estudar o que acontece em dois “modos de operação” do Interferômetro: “Em repouso” e “Em movimento”. Para o modo “Em movimento” considere que a Terra se movimenta para a direita através do éter na direção horizontal com velocidade v. 1. Considere o raio de luz que se movimenta na direção horizontal e que sofre reflexão em Ehorizontal. a. Faça um diagrama esquemático representando as trajetórias de ida e de volta do raio de luz vista do éter.
b. Qual é a velocidade da luz em relação à Terra no trecho de ida?
c. Qual é a velocidade da luz em relação à Terra no trecho de volta?
d. Calcule o tempo t1 que o raio de luz leva para ir e voltar.
2. Considere o raio de luz que se movimenta na direção vertical e que sofre reflexão em Evertical. a. Faça um diagrama esquemático representando as trajetórias de ida e de volta do raio de luz vista do éter.
b. Qual é a velocidade da luz em relação à Terra no trecho de ida?
c. Qual é a velocidade da luz em relação à Terra no trecho de volta?
d. Calcule o tempo t2 que o raio de luz leva para ir e voltar.
3. Calcule a diferença de tempo:  .4. Calcule a diferença de percurso entre os dois raios:  . Lembre-se o fenômeno de interferência está associado a uma diferença de percurso.5. Agora “imagine” o sistema girado de 900: a. Calcule a diferença de tempo
 , onde  passa a ser o tempo total na direção horizontal e t'1 a diferença de tempo total na direção vertical.b. Calcule a diferença de percurso
 .c. Ao girarmos de 900 o dispositivo todo a figura observada anteriormente deverá sofrer um deslocamento
 Sugestão: Como v/c<<1 use a expansão binomial (1-x)n = 1-nx.6. Se em virtude da rotação a diferença de percurso é de um comprimento de onda λ espera-se que a figura sofra um deslocamento de um comprimento de onda. Obtenha uma expressão para o número de franjas ΔN deslocadas na figura.
7. Entenda melhor: no primeiro experimento feito por Michelson em 1881, o tamanho dos braços do interferômetro foi igual a aproximadamente 1,2m cada e o comprimento de onda utilizado era 590nm. Qual era o deslocamento esperado?
8. Em 1887 quando se repetiu o experimento com Morley eles aperfeiçoaram o sistema de rotação e aumentou-se o tamanho para 11m. Qual o deslocamento esperado? Qual a melhoria introduzida por esse aumento? O experimento consistia em rotacionar o aparato experimental de 900 e contar o número de franjas  . Experimentalmente, não se observou nenhum deslocamento nas franjas com a rotação |
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