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ATPS: Exercıcios Resolvidos de Optica Fısica

Por:   •  2/12/2014  •  Seminário  •  2.592 Palavras (11 Páginas)  •  608 Visualizações

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LISTA 3 - Prof. Jason Gallas, IF–UFRGS 3 de Dezembro de 2005, as 16:24

Exercıcios Resolvidos de Optica Fısica

Jason Alfredo Carlson Gallas, professor titular de fısica teorica, Doutor em Fısica pela Universidade Ludwig Maximilian de Munique, Alemanha

Universidade Federal do Rio Grande do Sul Instituto de Fısica

Materia para a TERCEIRA prova. Numeracao conforme a SEXTA edicao do livro “Fundamentos de Fısica”, Halliday, Resnick e Walker.

Esta e outras listas encontram-se em: http://www.if.ufrgs.br/ jgallas

Conteudo

37.1 Problemas e Exercıcios 2

37.2 Difracao por uma fenda: posicoes dos mınimos 2

37.3 Determinacao da intensidade da luz difratada por uma fenda — metodo quantitativo 3

37.4 Difracao por uma abertura circular 3

37.5 Difracao por duas fendas 4

37.6 Redes de difracao 6

37.7 Redes de difracao: dispersao e resolucao 6

37.8 Difracao de raios-X 7

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LISTA 3 - Prof. Jason Gallas, IF–UFRGS 3 de Dezembro de 2005, as 16:24 37 Difracao

37.1 Problemas e Exercıcios

37.2 Difracao por uma fenda: posicoes dos mınimos

Um feixe de luz de comprimento de onda de nm incide em uma fenda estreita. O angulo entre o primeiro mınimo de difracao de um lado do maximo central e o primeiro mınimo do outro lado e . Qual e a largura da fenda?Basta usar a formula sen , com e

. Portanto sen sen m

A distancia entre o primeiro e o quinto mınimo de uma figura de difracao de uma fenda e m, com a tela a cm de distancia da fenda, quando e usada uma luz com umcomprimentode ondade nm. (a) determine a largura da fenda. (b) Calcule o angulo do primeiro mınimo de difracao.(a) Chamando de a posicao do primeiro mınimo ( ) na tela, e de a posicao do quinto mınimo ( ), temos que que nos fornecem

Como , podemos aproximar

Este numero pequeno nos informa que vale a aproximacao e, como , que . Nestas aproximacoes podemos escrever

Por outro lado, sabemos quesen e sen donde tiramos facilmente sen sen Comparando as duas expressoes para vemos que

Portanto m (b) Para sen e, portanto, o angulo pedido e sen rad

Ondas sonoras com uma frequencia de Hz e uma velocidade de m/s passam pela abertura retangular de uma caixa de som e se espalham por um grande au- ditorio. A abertura, que tem uma largura horizontal decm, esta voltada para uma parede que fica a m de distancia (Fig. 37.32). Em que ponto desta parede um ouvinte estara no primeiro mınimo de difracao e, portanto, tera dificuldade para ouvir o som? (Ignore as reflexoes.)Suponha que o primeiro mınimo esteja a uma distancia a partir do eixo central, perpendicular ao alto-falante. Neste caso, para temos sen

Resolvendo esta equacao para obtemosm http://www.if.ufrgs.br/ jgallas Pagina 2 de 7

LISTA 3 - Prof. Jason Gallas, IF–UFRGS 3 de Dezembro de 2005, as 16:24

37.3 Determinacao da intensidade da luz difratada por uma fenda — metodo quantitativo

Quando a largura de uma fenda e multiplicada por , a intensidade do maximo central da figura de difracao e multiplicada por , embora a energia que passa pela fenda seja multiplicada por apenas . Explique quantitativamente o que se passa.

Uma luz monocromatica com um comprimento de onda de nm incide em uma fenda com uma largura demm. A distancia entre a fenda e a tela e m.

Considere um ponto na tela a cm do maximo cen- tral. (a) Calcule o valor de neste ponto. (b) Calcule o valor de . (c) Calcule a razao entre a intesidade neste ponto e a intensidade no maximo central.(a) sen (b) Da Eq. 37.6 temos que sen senrad

(c) Da Eq. 37.5 tiramos que sen sen

37.4 Difracao por uma abertura circular

Os dois farois de um automovel que se aproxima de um observador estao separados por uma distancia de m. Qual e (a) a separacao angular mınima e (b) a distancia maxima para que o olho do observador

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