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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.


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


2013

CONTEXTO HISTÓRICOÉTER E A NATUREZA DA LUZ


2013

Teoria Corpuscular

Teoria Ondulatória

Isaac Newton Christiaan Huygens

RefraçãoDifraçãoPolarização

Século XVIII

CONTEXTO HISTÓRICOÉTER E A NATUREZA DA LUZ


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


2013

Interferência Construtiva

Interferência Destrutiva

TÉCNICAS DE INTERFEROMETRIA


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


2013

Aplicações

INTERFERÔMETRO DE FIZEAU DE 1851


2013

Setup Fizeau

Vágua = 7,06 m/sComprimento = 1,49 m

experimentum crucis

RESULTADOS E DISCUSSÕES


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


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


2013

INTERFERÔMETRO DE FIZEAU NA ATUALIDADEResultados de Cornell University


2013

INTERFERÔMETRO DE FIZEAU NA ATUALIDADEMontagem do Labdid - CBPF


2013

Parte óptica

Parte hidráulica

Separação para os primeiros testes com água

Hidráulica



2013

Medida de Fluxo - Efeito Hall



2013

Medida de Fluxo – Fluxímetro & Contador



2013

(LPM)

(Hz)

Testes



2013

CONCLUSÃO


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 ??


2013