Princípio da superposição
Interferência é o fenômeno que tem como origem a adição vetorial dos campos eletro-magnéticos (princípio da superposição). Ao se calcular a intensidade do campo resultante, através da eq. (4.41), veremos que esta pode ser maior ou menor que a soma das intensidades dos campos que se superpuseram. Em geral, estes são oriundos da mesma fonte e percorrem caminhos ópticos distintos, de forma que haverá uma diferença de fase entre eles. A Fig. 7.1 mostra um exemplo de como o processo de interferência pode ser obtido. Para efeitos práticos, é como se os raios 1 e 2 fossem provenientes de duas fontes virtuais, F' e F''. Vários outros casos serão descritos posteriormente. Veremos no Cap. 8 que se a fonte for coerente teremos interferência estacionária, ao passo que se a fonte for incoerente teremos interferência não estacionária. Fig. 7.1 - Diagrama esquemático mostrando a obtenção de interferência. Para entender melhor o princípio da superposição, vamos considerar duas fontes pontuais F1 e F2 emitindo ondas esféricas, monocromáticas e coerentes num meio não polarizável (vácuo) conforme está mostrado na Fig. 7.2. No ponto P temos:
que são os campos produzidos pelas fontes F1 e F2, respectivamente. Fig. 7.2 - Arranjo para a observação de interferência de duas O campo resultante
Os dois últimos termos são aqueles responsáveis pela interferência, como veremos a seguir. Podemos escrever estes termos como:
Supondo que
temos:
ou alternativamente,
onde o último termo, oriundo da mistura de
que é maior que a soma
que é menor que
No caso em que I1 = I2 = I0 temos Imax = 4I0 e Imin = 0. Costuma-se definir a visibilidade das franjas (visibilidade de Michelson) como:
que é um hiperbolóide de revolução. d pode ser colocado em termos da diferença de caminhos óticos, que neste caso é dada por:
Logo:
Geralmente f1 = f1(t) e f2 = f2(t), isto é, as fases mudam com o tempo. Chamando t0 de tempo de coerência, que é um tempo característico ligado à mudança de fase, e T de tempo de observação, quando t0<< T temos interferência não estacionária. Voltaremos a este tópico no Cap. 8.
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