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Experimento de Fizeau de 1851
Programa de Vocação Científica
2013
Luiz Fernando Leal
OrientadorProf. André Massafferri (CBPF)
ColaboradoresProf. Roberto Pimentel (UFRJ)
Aluno Arthur Luna (PIBIC)J. Eduardo Proença (CAT)
OBJETIVOS
O Labdid está desenvolvendo o Experimento crucis de Fizeau 1851 numa perspectiva moderna. O projeto de PROVOC consiste no desenvolvimento da parte hidráulica, crítica neste experimento, o qual prevê a utilização de técnicas para medida da velocidade do fluxo d’água a partir da frequência obtida com um fluxímetro de precisão baseado em efeito hall.
Programa de Vocação Científica
2013
SUMÁRIOo Contexto Históricoo Técnicas de Interferometriao Interferômetro de Fizeau de 1851o Interferômetro de Fizeau na atualidade
• Setup Cornell University• Setup Labdid (CBPF)
o Conclusão
Programa de Vocação Científica
2013
CONTEXTO HISTÓRICOÉTER E A NATUREZA DA LUZ
Programa de Vocação Científica
2013
Teoria Corpuscular
Teoria Ondulatória
Isaac Newton Christiaan Huygens
RefraçãoDifraçãoPolarização
Século XVIII
CONTEXTO HISTÓRICOÉTER E A NATUREZA DA LUZ
Programa de Vocação Científica
2013
Hipóteses das propriedades do Éter Luminífero
Sem Arrasto Arrasto Parcial Arrasto total
O éter propagaria a onda
luminosa com uma velocidade inalterada,
isto é, a mesma velocidade que a luz exibe naquele meio
em repouso
A velocidade daluz seria aumentada ou diminuída de uma fração da velocidade do corpo no espaço
A luz se propagaria com uma velocidade igual a da velocidade de propagação da luz no éter em repouso
mais ou menos a velocidade do corpo
TÉCNICAS DE INTERFEROMETRIAPrincípio de Superposição de Ondas
Programa de Vocação Científica
2013
Interferência Construtiva
Interferência Destrutiva
TÉCNICAS DE INTERFEROMETRIA
Programa de Vocação Científica
2013
Padrão de InterferênciaFranjas de Sódio
Medição da velocidade da luz; Teste de qualidade de superfícies; Medição e controle do comprimento de onda da luz; Sistemas de navegação; Tomografia; Radioastronomia; Hologramas; Detecção de ondas gravitacionais.
TÉCNICAS DE INTERFEROMETRIA
Programa de Vocação Científica
2013
Aplicações
INTERFERÔMETRO DE FIZEAU DE 1851
Programa de Vocação Científica
2013
Setup Fizeau
Vágua = 7,06 m/sComprimento = 1,49 m
experimentum crucis
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Programa de Vocação Científica
2013
Anotações do caderno de laboratório de Fizeau com a serie de medidas dos deslocamentos de franjas para a velocidade de 7,059 m/s para o fluxo de água (ARCHIVES DE L'ACADEMIE DES SCIENCES).
Resultados experimentais corroboraram a segunda hipótese:
INTERFERÔMETRO DE FIZEAU DE 1851
Implicação da adição de velocidades relativísticas
Somente depois da reformulação conceitual da Teoria da Relatividade
Sem Arrasto Arrasto Parcial
Arrasto Total
Δ/λ = 0,0 Δ/λ = 0,2022 Δ/λ = 0,4597
Previsão experimental Δ/λ = 0,23016
(raia E do espectro solar → λ = 0,000526 mm)
INTERFERÔMETRO DE FIZEAU NA ATUALIDADE
Programa de Vocação Científica
2013
Montagem de Cornell UniversityPublicado em 2013
Questões em aberto sobre Relatividade EspecialSetup Cornell
Vágua = 3,6 m/s @ 2%Comprimento = 1,52 m
INTERFERÔMETRO DE FIZEAU NA ATUALIDADEMontagem de Cornell University
Programa de Vocação Científica
2013
INTERFERÔMETRO DE FIZEAU NA ATUALIDADEResultados de Cornell University
Programa de Vocação Científica
2013
INTERFERÔMETRO DE FIZEAU NA ATUALIDADEMontagem do Labdid - CBPF
Programa de Vocação Científica
2013
Parte óptica
Parte hidráulica
Separação para os primeiros testes com água
Hidráulica
INTERFERÔMETRO DE FIZEAU NA ATUALIDADEMontagem do Labdid - CBPF
Programa de Vocação Científica
2013
Hidráulica
INTERFERÔMETRO DE FIZEAU NA ATUALIDADEMontagem do Labdid - CBPF
Programa de Vocação Científica
2013
Hidráulica
INTERFERÔMETRO DE FIZEAU NA ATUALIDADEMontagem do Labdid - CBPF
Programa de Vocação Científica
2013
Medida de Fluxo - Efeito Hall
INTERFERÔMETRO DE FIZEAU NA ATUALIDADEMontagem do Labdid - CBPF
Programa de Vocação Científica
2013
Medida de Fluxo – Fluxímetro & Contador
INTERFERÔMETRO DE FIZEAU NA ATUALIDADEMontagem do Labdid - CBPF
Programa de Vocação Científica
2013
(LPM)
(Hz)
Testes
INTERFERÔMETRO DE FIZEAU NA ATUALIDADEMontagem do Labdid - CBPF
Programa de Vocação Científica
2013
CONCLUSÃO
Programa de Vocação Científica
2013
• Importância histórica do Experimento de Fizeau de 1851;
• Aplicações da técnica interferométrica;
• Contribuição indireta/experimental para a posterior Teoria da Relatividade;
• O experimento de Fizeau a là Cornell;
• Desenvolvimento da medida no labdid CBPF (melhorias) - confirmação do resultado de Cornell; - revisitação da História da Física;
• Após alinhamento e integração do CCD, tomada de dados prevista para 2014.
?? PERGUNTAS ??
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2013