Prática 01 Física-óptica e Princípios da Física Moderna

Questão 1/5 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna\nDuas fendas separadas por uma distância de 0,450mm são colocadas a uma distância de 75cm de uma tela. Qual é a distância entre a segunda e a terceira franjas ensina na figura de interferência que se forma sobre a tela quando as fendas são iluminadas por uma luz coerente de comprimento de onda igual a 500nm? dseno = (m + 1/2)λ.\nA\n0,83mm\nB\n0,45mm\nC\n0,91mm\nD\n0,67mm\n\nVocê acertou!\n\nprimeiro devemos obter o ângulo formado por cada uma das franjas, o que pode ser obtido do expressão dseno = (m + 1/2)λ\n\nθ1 = arcsen(2, 5 * 500 * 10^-9 / 0,45 * 10^-3) = 2,78 * 10^-3 rad\n\nθ2 = arcsen(2, 5 * 500 * 10^-9 / 0,45 * 10^-3) = 1,66 * 10^-3 rad\n\nPara deduzir as distâncias entre as posições da tela para a franja na tela partir da trigonometria, assim,\n\ny1 = L * tan(θ1) = 75 * 10^-2 * 2,78 * 10^-3 = 0,00083 = 0,83 mm Questão 2/5 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna\nSuponha que duas fendas, ambas com largura a, estejam separadas por uma distância d = 2,5a.\n\nPara quais combinações de máximos de interferência (m1) e mínimos de difração (m2) existem máximos ausentes na figura de interferência produzidos por estas fendas?\nA\nm1 = -3; m2 = +7\nB\nm1 = +4; m2 = +6\nC\nm1 = +10; m2 = +4\n\nVocê acertou!\n\nResolução:\nUm máximo de interferência ausente satisfaz as equações\n\nd.sen(θ) = m1.λ (condição para interferência máxima)\n\na.sen(θ) = m2.λ (condição para o mínimo de difração)\n\nDe um e do número inteiros\n\nSubstituindo d = 2,5 a, teremos,\n\nPara condição para interferência máxima:\n\na.sen(θ) = m1.λ\n\nPara condição para o mínimo de difração:\n\na.sen(θ) = m2.λ\n\nIgualando as equações, temos a relação:\n\nm1 = 10 + 2. m2\n\nEssa relação de máximos de interferência coincide com o segundo mínimo de difração\n\nE assim por diante. Questão 3/5 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna\nUma luz coerente que contém dois comprimentos de onda 680nm e 470nm, passa por duas fendas estreitas separadas por 0,3mm, e a figura de interferência pode ser vista sobre um anteparo a 4m das fendas. Qual é a distância entre as primeiras franjas brilhantes dos dois comprimentos de onda? dseno = (m + 1/2)λ; θ1 = arcsen(m1 a/ d); θ2 = arcsen(m2 a/ d)\nA\n2,52mm\nB\n3,32mm\nC\n2,32mm\n\nVocê acertou!\n\nDevemos encontrar o ângulo tela para o primeiro máximo de cada um dos comprimentos de onda. Isso pode ser obtido através da equação dseno = mλ, assim,\n\nθ1 = arcsen(m1 a/ d) = arcsen(1 * 660 * 10^-9 / 0,3 * 10^-3) = 2,2 * 10^-3 rad\n\nθ2 = arcsen(m2 a/ d) = arcsen(1 * 470 * 10^-9 / 0,3 * 10^-3) = 1,57 * 10^-3 rad\n\nA distância entre cada uma das franjas na tela pode ser obtida através da função tangente, tg(θ) = y / L, então,\n\ntg(θ) = y/L => y = L * tg(θ)\n\nPortanto, a distância entre as franjas será 2,52mm Questão 4/5 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna\nUma luz coerente com comprimento de onda de 400nm passa por duas fendas muito estreitas que estão separadas por 0,2mm, e o padrão de interferência é observado sobre um anteparo a 4m das fendas. (a) Qual é a largura da máxima interferência central? (b) Qual é a largura da franja brilhante de primeira ordem?\nA) 0,008m e 0,008m\nB) 0,004m e 0,008m\nC) 0,004m e 0,004m\nD) 0,008m e 0,004m\nA partir da equação do mínimo desenha= (m + 1/2)λ obtemos a largura do máximo central\ndesenha = λ = λ2d\natravés da trigonometria temos seu y = yL = y/2d = 0,004m\nsabendo que a figura será deve ser multiplicado por fator dois, o que resulta 0,008m\n\ndesenha = λ/2\n\ndesenha = 0,008m. Questão 5/5 - Física - Óptica e Princípios de Física Moderna\nA realizar o experimento de Young utilizando luz azul e vermelha ao mesmo tempo obteve-se duas figuras de interferência sobrepostas. A distância entre as fendas utilizadas é 5,0 mm e as fendas afastadas da tela de projeção a distância de 1,0 m.\nSabendo que o comprimento de onda do azul é 480 nm e o da luz vermelha 600 nm, entre as duas figuras de interferência observadas na tela, qual a distância na tela entre as franjas de terceiro ordem (m=3) das duas figuras de interferência?\nA) 0,0720 mm\n\r\n\r\nResolvendo:\nA imagem abaixo demonstra o efeito da experiência.\nPara determinar a distância entre o terceiro máximo de interferência m = 3, devemos utilizar a relação:\ny_m = (m * λ * L) / d\nPara o azul:\n\ny_3_blue = (3 * 480E-9 * 1) / 5E-3 = 0,288 * 10^-3 = 0,288 mmë\nPara o vermelho:\n\ny_3_red = (3 * 600E-9 * 1) / 5E-3 = 0,360 * 10^-3 = 0,360 mm\nA distância entre as franjas de terceira ordem será:\n\ndistância = 0,360 - 0,288 = 0,072 mm.