4302214 - Física Experimental IV (2023)

Nesta atividade utilizaremos o método de contraste de fase para observar a imagem de uma pequena amostra transparente. Os objetivos da atividade são:

•        Estudar o funcionamento do método de contraste de fase.

•        Observar a imagem de uma pequena amostra transparente utilizando o contraste de fase.

•        Analisar como a amostra altera a onda do feixe de luz incidente.

•        Verificar se a espessura da placa que retarda o fundo corresponde à esperada para gerar interferência construtiva. Caso seja necessário, a espessura pode ser alterada por rotação do goniômetro sobre o qual estará montada.

 

-- Montagem Experimental

                                                                                      Figura 1 – Arranjo experimental

 

Figura 2 – Posicionamento da placa de fase

 

1 – A amostra a ser observada (objeto) é um pequeno quadrado transparente de espessura 10 μm. Ele representa bem um espécime comumente observado na biologia através do contraste de fase, como uma célula, por exemplo. 

2 - De forma a iluminar melhor a amostra, o diâmetro do feixe do laser deve ser aumentado de um fator 10X. Utilize as lentes convergentes com distâncias focais de 1 cm e 10 cm. Certifique-se de que a divergência do feixe é mínima.

3 - Utilize a lente convergente com distância focal de 20 cm.

4 – Serão utilizados dois anteparos opacos e uma placa de fase, os quais devem ser posicionados no foco da lente de distância focal 20 cm:

• Quadrado opaco de lado 5 cm.
• Material opaco de pequena área (essencialmente o diâmetro do feixe de laser no foco da lente).
• Material de pequena área (essencialmente o diâmetro do feixe de laser no foco da lente) que serve de placa de fase e que atenua o feixe.

5 - Sem que a amostra esteja como objeto, posicione o material opaco de pequena área no foco da lente convergente. Analise a imagem do feixe do laser no anteparo com e sem o material opaco no foco. O que ocorre com a luz do fundo nas duas situações?

6 – Posicione então a amostra no suporte de forma que seja iluminada pelo feixe paralelo.

7 – Posicione o quadrado opaco de lado 5 cm no foco e observe a imagem do objeto no anteparo. O que ocorre com a luz do fundo? E com a luz do objeto? Fotografe.

8 – Posicione o material opaco no foco e observe a imagem do objeto. A imagem se forma na distância esperada da lente convergente? Fotografe.

9 - Posicione no foco o material que serve de placa de fase e que atenua o feixe e observe a imagem do objeto. Qual a diferença entre essa imagem e a anterior? Por que é necessário atenuar o feixe no foco? Fotografe.

10 – Discuta as imagens observadas com cada um dos 03 materiais.

11 – Meça a espessura da placa de fase que atenua o feixe. A espessura é condizente com o esperado para que uma interferência construtiva ocorra? Determine o múltiplo de 2π (“m”) correspondente à espessura medida. O índice de refração da placa de fase é 1.48, e o comprimento de onda do laser é 633nm.