DESENVOLVIMENTO DE EXPERIMENTO DE BAIXO CUSTO BASEADO NO INTERFERÔMETRO DE MICHELSON-MORLEY PARA SUPORTE AO ENSINO DA ÓTICA

## DESENVOLVIMENTO DE EXPERIMENTO DE BAIXO CUSTO BASEADO NO INTERFERÔMETRO DE MICHELSON-MORLEY PARA SUPORTE AO ENSINO DA ÓTICA

M. D. R. Marques , J. S. Souza , M. A. Carneiro 1 1 1 , M. C. Morais 1

1 Licenciatura em Física, Instituto do Noroeste Fluminense de Educação Superior, Departamento de Ciências Exatas, Biológicas e da Terra, Universidade Federal Fluminense, Santo Antônio de Pádua, RJ, Brasil, danielle\_marques@id.uff.br

Palavras-chave : Interferômetro; ensino; aprendizagem.

## Resumo expandido

O trabalho apresenta a produção de um interferômetro semelhante ao de Michelson-Morley, desenvolvido no final do século XIX. Naquele século muitas teorias sobre os fenômenos ondulatórios da luz haviam sido provadas experimentalmente e o eletromagnetismo através das equações de Maxwell estava bem consolidado, estabelecendo as ondas eletromagnéticas como compostas por campos elétricos e magnéticos oscilantes e perpendiculares entre si. Experimentos anteriores aos de Michelson identificaram a interferência da luz comprovando a luz como uma onda eletromagnética. Foi então que o físico norte americano Michelson criou o experimento, baseado nas recentes descobertas para provar a existência do Éter, o qual era considerado o referencial das ondas eletromagnéticas. No entanto, os resultados não foram os esperados, levando à conclusão que o experimento havia falhado, pois não foi detectada a presença do Éter. Somente com a teoria da relatividade de Albert Einstein, alguns anos mais tarde, que ficou provado a inexistência do Éter e mostrando que os resultados do experimento com o interferômetro estavam corretos [1]. O experimento ficou marcado na história da física como um experimento que supostamente deu errado, mas que hoje possui grande importância no meio acadêmico e tecnológico. O presente trabalho traz a construção de um interferômetro com materiais de baixo custo, como mostrado na Figura 1.

Figura 01: Aparato experimental para o experimento de comprimento de onda da luz incidente.

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O interferômetro de Michelson-Morley foi usado para determinar o comprimento de onda de uma luz monocromática e o índice de refração de um vidro em função do comprimento de onda. Após a calibração dos espelhos, observou-se no anteparo um padrão de interferência, representado na Figura 2. Utilizou-se um laser de diodo com comprimento de onda 532,0 nm e o resultado experimental encontrado para o comprimento de onda foi de (534 ± 14) nm, ou seja, dentro da faixa de comprimento de onda do verde, como esperado.

Figura 02: Padrão de interferência com fonte de luz Laser de diodo (λ = 532,0 nm).

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Na realização do experimento para determinação do índice de refração do vidro, contou-se a passagem dos 20 máximos de interferência e foi registrado o valor do deslocamento angular. Com as medidas de espessura do vidro e o deslocamento angular, foi possível determinar o índice de refração do vidro usando um laser de diodo de comprimento de onda 532,0 nm. O valor encontrado foi n= 1,6 ± 0,1 que está de acordo com os valores encontrados na literatura [2].

A metodologia de aplicação para o experimento aborda o assunto de ótica auxiliando no ensino dos fenômenos ondulatórios da luz por meio de uma abordagem interdisciplinar. É relevante que os alunos saibam da importância deste experimento na história das ciências, como incentivo ao melhor entendimento da física envolvida e tenham capacidade de relacionar o experimento com as tecnologias que são aplicadas no cotidiano. Assim o discente relaciona teoria e prática, uma vez que, os fenômenos ondulatórios da luz não são intuitivos, o experimento apresenta uma abordagem que facilita no entendimento do conteúdo. Com o interferômetro é possível visualizar as franjas de interferência e o significado da diferença do caminho ótico. Por meio deste equipamento foram realizados dois experimentos que possibilitaram analisar conceitos físicos como comprimento de onda e índice de refração, assim como conceitos matemáticos, obtendo resultados qualitativos e quantitativos. Isso enfatiza a importância da observação, coleta de dados, análise de resultados e a comparação desses resultados com a realidade, como destaca no processo de ensino de Libânio [3] e aprendizagem significativa de David Ausebel [4]. Visando melhorar a qualidade do ensino da física nas escolas e atendendo aos requisitos da Base Nacional Comum Curricular (BNCC), a introdução desta experimentação como metodologia de ensino [5] levou a resultados satisfatórios, demonstrando que é possível construir um equipamento experimental com materiais de fácil acesso e com alto nível de precisão.

## Referências

[1] A. Guerra, J. C. Reis, and M. Braga. Uma abordagem histórico-filosófica para o eletromagnetismo no ensino médio. Caderno Brasileiro de Ensino da Física , 21(2):224-248,2004.

[2] [12] HUGO, D. Y.; ROGER, A. F. Física IV: Ótica e Física Moderna. 1. ed. [S.l.: s.n.], 2008

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- [3] J. Libâneo. Didática . São Paulo: Ed. Papirus, 1 edition, 1990.
- [4] D. P. Ausebel, J. Novak, and H. e Hanesian. Psicologia educacional . Rio de Janeiro: Ed. Interamericana, 1 edition, 1980.
- [5] Base nacional comum curricular (bncc). educação é a base. 2018.

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