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1 LISTA 8 Difração de fenda única. 1) Um feixe laser colimado com = 550 nm incide em uma fenda estreita. Numa tela situada a 5 m observa-se um padrão de difração, sendo que a distância do primeiro mínimo ao máximo brilhante central é de 30 mm. Qual é a largura da fenda? Re: 92 m 2) Um feixe de luz colimado de comprimento de onda = 633 nm incide normalmente em uma fenda de largura 0.5 mm. Uma lente de distância focal 50 cm, colocada imediatamente após a fenda, focaliza a luz difratada em uma tela colocada no plano focal da lente. Calcule a distância do primeiro mínimo de irradiância com relação ao centro do padrão de difração (máximo central). Re: y = 633 m 2 3) Um feixe colimado de luz branca incide normalmente em uma fenda. Para qual comprimento de onda, o 4º mínimo de irradiância coincide com o 3º mínimo para a luz vermelha = 650 nm? Re: = 488 nm Difração de fenda dupla. 4) Em um experimento de difração de fenda dupla, observa-se que o quarto máximo de difração está faltando. Determine a razão entre a largura e distância entre as fendas ( hb ). Re: b/h = 1/4 3 5) Em um experimento de difração de fenda dupla, o comprimento de onda da fonte luminosa = 405 nm, a separação entre as fendas h = 19.44 m e a largura das fendas b = 4.050 m. Quantas ordens de difração existem dentro do envelope central determinado pela largura das fendas? Re: 9 ordens 4 Redes de difração. 6) Um feixe laser colimado incide perpendicularmente sobre uma rede de difração que tem 500 linhas por mm. Em um anteparo colocado a 1 m da rede, o máximo central e o de primeira ordem estão separados por 30 cm. Determinar o comprimento de onda do laser. Re: = 575 nm 5 7) Um feixe laser colimado incide sobre uma rede de difração que tem 5000 linhas por cm. Em um anteparo colocado a 1 m da rede, o máximo central e o de segunda ordem estão separados por 40 cm. Determinar o comprimento de onda do laser. Re: = 370 nm 8) Um feixe laser colimado com = 532 nm incide em uma rede de difração. Em um anteparo colocado a 1 m da rede, o máximo central e o de primeira ordem estão separados por 30 cm. Determine o número de linhas/mm dessa rede. Re: N = 539 linhas/mm 6 9) Uma rede de difração tem 200 linhas/mm. Luz consistindo de uma faixa contínua de comprimentos de onda entre 550 nm e 700 nm incide perpendicularmente na rede. a) Qual é a mais baixa ordem de difração que sofre sobreposição por outra ordem? b) Qual é a mais alta ordem para a qual o espectro completo está presente? Re: a) 4ª ordem ; b) 7ª ordem 7 10) Considere a difração produzida por um “compact disk” (CD), como ilustra a figura abaixo. O disco é iluminado em incidência normal por um feixe laser de comprimento de onda 633 nm. A distância do disco à tela de observação é D = 30 cm e a altura do ponto luminoso correspondente à primeira ordem de difração é y1 = 12.9 cm. Determine o número de linhas/mm do CD. Re: 625 linhas/mm O ângulo da primeira ordem de difração D y arctan = 23.3º. Equação da rede: php sin . Para 1ª. ordem (p = 1): sinh sinh 1.60 m = 1.6010 3 mm O número de linhas/mm: 1/h = 625 linhas/mm 8 Difração por uma abertura circular. Critério de Rayleigh. 11) O “Gran Telescópio Canarias” (grantecan ou GTC) tem um espelho de 508 cm de raio. a) Qual a distância que devem ficar dois objetos na superfície da lua para serem observados pelo telescópio segundo o critério de Rayleigh? b) Calcular essa distância se os objetos fossem observados apenas com o olho. Considere = 500 nm; Distância Terra–Lua: 384.400 km; Diâmetro do olho: 4 mm. Re: a) 23 m ; b) 58.6 km 12) Uma antena circular de radar em um navio tem um diâmetro de 2,10 m e irradia numa frequência de 15 GHz. Outros dois barcos estão localizados a 9 km do navio. Qual a mínima separação entre eles na qual ainda serão detectados como dois corpos separados pelo radar? Re: 105 m A frequência = 15 GHz c 2 cm ( ) D . = 1.1610 2 rad ldmin 105 m
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