P1 Física IV UFRJ 2000 2 EP1

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Física IV - 1a PROVA – EP1 – 06/10/2000 
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INSTITUTO DE FÍSICA
Universidade Federal do Rio de Janeiro
ATENÇÃO: Para cada ítem, justifique sua resposta.
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1a Questão: (3,0 pontos)
Uma radiação eletromagnética não polarizada, se propaga no vácuo, com o módulo do seu vetor campo elétrico sendo dado por E = E0 sen(ky – wt). Ela incide sobre um conjunto de duas placas polarizadoras: a primeira placa P1 tem a sua direção de polarização fazendo um ângulo (1 = 35( com a direção positiva do eixo OZ, enquanto que na segunda placa P2 , o mesmo ângulo é (2 = 90(. A radiação transmitida através do conjunto de placas incide, então, perpendicularmente sobre uma superfície S, que absorve 70% da intensidade, refletindo o restante. Sabendo que a amplitude inicial do campo elétrico da onda eletromagnética é E0 = 5 V/m, determine:
a intensidade IT da onda incidente na superfície S;
o módulo da fôrça F exercida pela radiação sobre a superfície S, considerando que a radiação ilumina uma área A = 1 cm2 de S;
as componentes Ex, Ey e Ez do vetor campo elétrico E da radiação eletromagnética que incide sobre S, após atravessar o conjunto de placas polarizadoras;
a direção de polarização do campo magnético B da onda eletromagnética do ítem c) acima; 
DADOS: c = E/B = 3(108 m/s; (0 = 4( ( 10-7 H/m; I = (E02 / 2c(0) W/m2.
2ª Questão: (3,0 pontos)
Luz branca incide perpendicularmente sobre a superfície superior de um sistema formado de duas placas idênticas de vidro (nv = 1,45) de espessura L, separadas por uma camada de ar (nar = 1) de espessura D, conforme mostra a figura. Nessa figura, estão representados os raios
incidente r0 e refletidos r1, r2 e r3, gerados após reflexão do raio incidente r0 nas superfícies S1, S2 e S3. Seja um observador localizado em um ponto acima da superfície S1. Determine:
o menor valor da espessura L das placas de vidro para que a interferência entre os raios refletidos r1 e r2 possa parecer azulada (( = 440 nm) para esse observador;
o menor valor da espessura D para que a interferência entre os raios r1 e r3 possa parecer avermelhada (( = 690 nm) para esse observador;
o menor valor do comprimento de onda resultante da interferência construtiva entre os raios r2 e r3, considerando os valores encontrados para L e D nos ítens anteriores.
3ª Questão: (2,0 pontos)
Uma radiação eletromagnética, de comprimento de onda ( = 620 nm se propagando no ar, incide perpendicularmente sobre um plano contendo uma única fenda, cuja largura é a = 2400 nm. Uma figura de difração é observada sobre um anteparo situado à uma distância D = 30 cm do plano da fenda. A intensidade observada no anteparo para ( = 0 é I0 = 7 mW/cm2. Determine:
a posição angular ( dos mínimos de difração observados no intervalo 0 ( ( < (/2 do anteparo;
o número N de máximos observados no intervalo -(/2 < ( < (/2;
a diferença espacial (Y entre os mínimos de difração de ordem m = 1 e m = 3;
a intensidade observada para ( = 38(.
DADOS: I = I0 [sen( /(]2; ( = ((/() a sen(().
4ª Questão: (2,0 pontos)
Uma radiação luminosa bicromática, com os comprimentos de onda (1 = 630 nm e (2 = 410 nm, incide perpendicularmente sobre uma rede de difração, contendo 10.000 ranhuras por centímetro. Raias luminosas são observadas sobre um anteparo, situado distante do plano da rede. Determine:
as posições angulares ( das raias luminosas observadas no intervalo 0 ( ( < (/2 do anteparo, para cada comprimento de onda (;
a raia luminosa que apresenta a maior largura (( entre as raias observadas acima.
L
L
r3
r2
r1
ro
S3
S2
S1
L
D