Efisica

Medidas de diâmetros de estrelas

 


Na seção precedente introduzimos o conceito de comprimento de coerência transversal entre duas fontes pontuais completamente incoerentes. Este conceito pode ser utilizado na medida de diâmetros angulares de estrelas distantes. Se ao invés de duas fontes pontuais tivermos uma fonte circular, é possível mostrar que o comprimento de coerência transversal é dado por:



onde o fator 1.22 corresponde ao primeiro zero da função de Bessel de primeira ordem dividido por . Esta expressão também aparece na difração por uma fenda circular que veremos no próximo capítulo.
Inicialmente selecionamos o comprimento de onda de alguma raia espectral emitida pela estrela por meio de um filtro óptico de banda estreita. A seguir, realizamos o experimento de interferência de Young, numa configuração em que é possível variar a distância (e portanto o grau de coerência) entre as duas fendas. Na situação em que a distância h entre as fendas é , se torna nulo e as franjas de interferência desaparecem. Desta forma podemos encontrar e determinar o diâmetro angular da estrela. Como as estrelas se encontram muito distantes da Terra, é muito pequeno (da ordem de centésimos de segundo de arco) e assim é da ordem de metros.
Uma maneira alternativa de se medir diâmetros estrelares com uma precisão melhor foi proposta por Hanbury-Brown e Twiss. Este método, conhecido como interferometria de intensidades, mede a função de coerência de segunda ordem dos campos, isto é, , onde I1 e I2 são as intensidades nos detetores 1 e 2, mostrados na Fig. 8.11. É possível mostrar que a coerência de segunda ordem exibe um efeito de interferência similar ao mostrado na Fig. 8.9. Ao invés de se variar a distância entre os detetores, como se faz com as duas fendas da experiência de Young, é introduzida uma linha de atraso eletrônica depois de um dos detetores (para variar o tempo t’) e desta forma os detetores podem ficar estacionários, separados por uma distância de vários quilômetros, o que permite a medida de diâmetros angulares muito pequenos, da ordem de milionésimos de segundo de arco.

 

 

 

Fig. 8.11 - Interferometria de intensidade para medir diâmetros de estrelas.

 


 

 

Ótica (Universitário)

Seção 8 : Coerência

  1. Introdução
  2. Coerência temporal
  3. Resolução espectral de um trem de ondas finito
  4. Coerência espacial
  5. Medidas de diâmetros de estrelas

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Autores:

  • Sergio Carlos Zilio

Modificado: 2007-04-29

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