Lista Optica-2022 1

Espelhos, lentes, microscópio e telescópio 1) Duas lentes de distâncias focais F₁ = +2,0 cm e F₂ = +5,0 cm, estão afastadas entre si de 14,0 cm, conforme a figura abaixo. Um objeto AB (AB=1,0 cm) é colocado a 3,0 cm da lente F₁. Determine: a) Geometricamente b) Matematicamente a posição, o aumento e o tipo de imagem final formada pela combinação dessas lentes. 2) Utilizando-se o Método de Bessel, foram obtidas as seguintes medidas relativas à determinação da distância focal de uma lente convergente C: | D (cm) | 185,0 | 178,0 | 165,0 | 153,0 | | d (cm) | 129,6 | 121,5 | 108,8 | 94,4 | Acoplando-se a lente acima a uma lente divergente D, obteve-se para o sistema constituído por C+D, através do método gráfico um coeficiente linear A = 15,79 × 10⁻³ cm⁻¹. Determine, em centímetros, a distância focal da lente D. 3) Com três polaróides (o primeiro a 0° é orientado perpendicularmente ao terceiro), obteve-se para a intensidade da luz polarizada, em micro Ampères, detectada pela foto - célula, em função do ângulo variado no 2° polaróide a seguinte tabela: I (microA) | 0,720 | 6,00 | 14,08 | 23,28 Ângulo ( ° ) | 5,0 | 15,0 | 25,0 | 40,0 A partir de um gráfico adequado, determine o valor do ângulo, em graus, correspondente a vinte por cento da intensidade máxima, em micro Ampères, da luz captada na foto – célula. 4) Considere o fenômeno da luz polarizada, por reflexão, através de uma superfície de vidro homogêneo e transparente. a) Que condições, em relação à reta normal à superfície de incidência, devem satisfazer o raio incidente, o raio refratado e o raio refletido? b) Como é possível determinar o índice de refração de um semi – cilindro de vidro através da polarização por reflexão? Como é conhecida essa lei? 3) Qual deve ser o número de fendas, por centímetro, que deverá ter uma rede de difração, de modo a obter para uma luz verde (λ=550 nm), um ângulo de 12,7° para o máximo de primeira ordem? 4) Dispõe-se de duas redes de difração: uma de 720 fendas por milímetro e outra de 570 fendas por centímetro. Qual destes dispositivos é mais adequado para determinar o comprimento de um laser monocromático vermelho (600 nm < λ < 700 nm) para um máximo de segunda ordem (m=2)? Justifique sua resposta. Medidas de Índice de Refração 1) Na experiência das medidas dos índices de refração de um prisma de vidro “flint”, com α = 60°, utilizando-se uma lâmpada de vapor de mercúrio, obtiveram-se os seguintes valores experimentais, sabendo-se que o “ZERO” medido foi de 98,0°: COR | λ (A) | Ângulo Medido ( ° ) | D ( ° ) | n | 1/λ² (λ²) VERMELHO | 6234 | 156,9 | AMARELO | 5791 | 157,2 | VERDE | 5461 | 157,7 | AZUL | 4358 | 159,5 | VIOLETA | 4047 | 160,3 | A partir de um gráfico adequado ou pelo método dos mínimos quadrados, utilize a fórmula de Cauchy para: a) Determinar a velocidade de propagação da radiação monocromática, em metros por segundo, correspondente a um comprimento de onda igual a 5878 Å. b) Para um valor de n igual a 1,786, calcule o ângulo medido (desvio angular), em graus, do prisma estudado. A partir de um gráfico adequado, determinar: a) A distância d, em milímetros, entre duas fendas consecutivas da rede de difração utilizada. b) Utilize os dados experimentais para obter o ângulo (em graus), para o máximo de primeira ordem relativo à cor amarela (λ = 5896Å). RESPOSTA: a) d = 1,471 x 10⁻³ mm b) Ø = 23,62 ° 2) Para identificar uma rede de difração desconhecida utilizou-se uma fonte monocromática, de comprimento de onda igual a 589,3 nm, e obteve-se para terceira ordem, para um dos lados do espectro uma leitura angular igual a θ1=169°12’ e para o outro lado do espectro a leitura angular θ2 igual a 10°54’ correspondente à ordem simétrica. Pede-se: a) O número de fendas por unidade de comprimento para esta rede; b) para esta mesma rede, porém agora utilizando-se uma fonte policromática obtemos: m | 2 | 3 | 3 θ1 | 123°43’ | 169°30’ | θ2 | 56°18’ | 70°28’ | 48°12’ Quais foram os comprimentos de onda utilizados? RESPOSTA: a) v = 1,739 x10⁸ m/s b) ângulo medido = desvio mínimo + “zero” = 164,5 ° 2) Em uma experiência de dispersão luminosa, utilizou-se um espectrômetro para medir o índice de refração de um prisma homogêneo e transparente, com ângulo de refriência α =60°, por um processo idêntico ao utilizado no Laboratório de Óptica. Após a confecção de um gráfico linearizado convenientemente, obtiveram-se os seguintes valores para as constante A e B, da fórmula de Cauchy: A=1,590 e B=8,748x10⁵ Å ². Sabendo-se que o “zero” do aparelho estava ajustado em 101,9 °, determine: 1. O ângulo medido (desvio angular observado), referente à radiação monocromática verde do espectro de emissão do Hg, cujo comprimento de onda é 5461 Å. 2. O valor, em m/s, da velocidade de propagação da radiação monocromática vermelha, λ=6234 E, no prisma.