Os fenómenos de interferência não permitem identitificar a natureza das vibrações luminosas. Pelo contrário, a polarização luminosa por reflexão num espelho, mostra que são de natureza vectorial. Como a polarização poderá ser total, a vibração poderá ser mais transversal.
Defensor das ideias de Fresnel acerca da natureza ondulatória da luz, Arago efectuou várias experiências de interferência com luz polarizada para demonstrar a validade dos pressupostos de Fresnel.
Instalação experimental:
A fenda fonte F de um aparelho de Young (fendas F1 e F2) é iluminada por uma luz monocromática. Em frente da fenda fonte, é colocado um polarizador P e em frente das fendas F1 e F2 são colocados dois polarizadores, P1 e P2. Para que as amplitudes das vibrações transmitidas pelas fendas secundárias sejam idênticas, é necessário que as orientações dos polarizadores sejam simétricas. Assim:
a) O eixos de P, P1 e P2 são paralelos: é observado o sistema de franjas por ser composto por duas vibrações rectilíneas, paralelas.
b) Os eixos P1 e P2 estão cruzados entre si e a 45° do eixo de P: Temos agora duas vibrações rectilíneas, perpendiculares. Não se observam neste caso franjas de interferência, uma vez que o que daqui resulta é uma vibração elíptica.
c) Retoma-se o sistema anterior - b) acrescentando, desta vez, um analisador A à frente de F1 e F2. O eixo de A faz um ângulo α com o eixo P1. O analisador transmite as vibrações paralelas ao seu eixo a partir de F1 e F2.
São compostas as vibrações de amplitudes a.cos(α) e a.sen(α) desfasadas por um ângulo φ. A intensidade daqui resultante é I = k[a2.cos2(α) + a2. sen2(α) + 2a2.cos(α) .sen(α).cos(φ)].
I = I0[ 1 + sen (2α).cos(φ)].
Se o eixo de A é paralelo ao de P1 (ou de P2) uma só vibração é transmitida. Tudo ocorre como se a fenda fosse fechada. A iluminação do campo é uniforme.
O contraste das franjas é máximo quando as amplitudes das vibrações são idênticas, isto é, quando α é igual a 45° (franja central colorida) ou igual a 135° (franja central preta).
A aplicação:
Na área à esquerda da aplicação apresentam-se as direcções dos eixos dos polarizadores.
Fazendo deslizar o cursor verde com o auxílio do rato, é possível modificar o valor do ângulo entre os eixos A e de P1.
Do lado direito, está representada a evolução da parte central do sistema de franjas em função do valor do ângulo α.
Augustin FRESNEL (1788-1827) Contribuiu para o desenvolvimento da teoria ondulatória da luz.
François
ARAGO (1786-1853) Físico e político francês.
Simulation Numérique de Jean-Jacques ROUSSEAU
Faculté des Sciences exactes et naturelles
Université du Maine - Le Mans
Traduzido e adaptado para a Casa das Ciências por Manuel Silva Pinto e Alexandra Coelho em Outubro de 2010
