(Crédito da foto: Stannered / Wikimedia Commons)
O que é um padrão de interferência?
Para entender melhor o funcionamento e a construção de um interferômetro, vamos ver o que é a interferência. Se você alguma vez jogou uma pedra em um corpo de água, então já sabe o que é interferência. Quando a pedra se afunda na água, ondas concêntricas se afastam do ponto de entrada da pedra. Se dois ou mais círculos concêntricos se cruzarem, a forma resultante da onda mudará. A mudança na forma da onda resultante das duas ondas de interseção anteriores é conhecida como interferência .
Um padrão de interferência.
O princípio da interferência é bastante intuitivo e fácil de entender. A figura acima mostra dois tipos diferentes de interferência: interferência construtiva total e interferência destrutiva total . A interferência construtiva total ocorre quando o pico de uma onda se funde com o pico da onda secundária; eles somam e uma nova onda é formada. Em total interferência destrutiva, o pico de uma onda encontra o vale de outra onda de igual magnitude; quando isso ocorre, as duas ondas se anulam mutuamente.
Seiche (onda de cor preta)
A medida em que uma onda está em sintonia com a outra é chamada de fase . Quando a interferência construtiva ou destrutiva é projetada em uma tela, ela cria padrões claros e escuros que são conhecidos como padrão de interferência . O padrão de interferência criado pelo interferômetro é o que os pesquisadores estudam para entender os resultados do experimento.
Configuração
Em um interferômetro de Michelson, um feixe de laser passa por um divisor de feixe; Como o nome indica, ele divide o feixe em feixes diferentes. Um feixe de luz passa directamente através de, enquanto que o outro feixe de luz é reflectida a um ângulo de 90 o a partir do outro feixe. Isso ocorre no ponto C. Cada feixe percorre um braço do interferômetro e encontra um espelho. Os espelhos refletem os dois feixes de volta ao divisor de feixe. O ponto em que os dois feixes de luz se combinam em C ‘é o ponto onde o padrão de interferência ocorre.
O padrão de interferência é refletido a partir do ponto C e o padrão de interferência é desviado para um detector. Se houver um ângulo presente entre os dois feixes de retorno, o registrador gravará como um padrão de franja sinusoidal. Se não houver nenhum ângulo presente e os feixes de retorno estiverem em perfeito alinhamento espacial, então nenhum padrão de interferência será formado e somente um feixe de intensidade constante será produzido. No entanto, um alinhamento tão perfeito do feixe é difícil de alcançar em configurações de laboratório e requer extrema precisão.
(Crédito da foto: Stigmatella / Wikimedia Commons)
A formação de franjas no experimento de Michelson é mostrada no diagrama acima. O observador tem uma visão direta do espelho M 1 como visto através do divisor de feixe e uma imagem virtual de M 2 como M 2 ‘ . As franjas formadas na primeira configuração podem ser interpretadas como a luz proveniente da imagem virtual S 1 ‘e S 2 ‘ da fonte original S. A natureza do padrão de interferência criado depende da natureza da fonte de luz e da orientação dos espelhos. Se os espelhos estiverem ligeiramente inclinados um em relação ao outro, o padrão de interferência assume a forma de seções cônicas. Se M 1 e M 2 ‘se sobrepõem, eles produzirão um padrão de interferência que consiste em imagens retas, paralelas e igualmente espaçadas. A mudança no padrão de interferência do interferômetro pode ser usada para estudar e medir vários objetos (ou partículas).