Primeira Prova 2017 1 P1

Prévia do material em texto

1ª. Prova FTE IV – Prof. Gerson Pech 
 
 
Aluno: 
Turma: 
 
 
• Prova sem consulta – qualquer anormalidade nessa condição o aluno terá sua prova 
retirada e sua nota será igual a zero. 
• A prova pode ser feita com caneta de qualquer cor ou a lápis e todos terão direito a 
revisão. 
• As constantes (c, π, µo, εo ou qualquer outra), devem ser deixadas indicadas. Seus valores 
não devem ser substituídos. 
• Você só poderá chamar o professor para solicitar esclarecimentos nos primeiros 15 min 
de prova para qualquer esclarecimento. 
 
 
ĉ = Ê 𝑋 ^𝐵 𝐸 = 𝑐 𝐵 𝐹𝐺 =
𝐺 𝑀 𝑚
𝑑2
 𝑆 = 𝐼𝑚é𝑑𝑖𝑎 = 
𝑃𝑜𝑡
𝐴
 𝐹 = Pr. 𝐴 𝐹 = 
∆𝑝
∆𝑡
 
 
∆𝑈
𝑐
≤ ∆𝑝 ≤ 2 
∆𝑈
𝑐
 𝐼 = 𝐼𝑚 (𝑠𝑒𝑛𝛼/𝛼)
2 (𝑐𝑜𝑠𝛽)2 𝛼 = 
𝜋 𝑎 𝑠𝑒𝑛𝜃
𝜆
 𝛽 = 
𝜋 𝑑 𝑠𝑒𝑛𝜃
𝜆
 
 
2 𝑡 𝑛 = 𝑚 𝜆 𝑜𝑢 (𝑚 +
1
2
) 𝜆 𝐼 = 𝐼𝑜 (𝑐𝑜𝑠𝜃)
2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1ª. Questão - Uma rede de difração se constitui num conjunto de fendas paralelas equidistantes, 
confeccionadas através de gravação direta sobre vidros ou ainda por meio de técnicas 
holográficas. Em aparelhos óticos, como monocromadores, as redes atualmente utilizadas podem 
ter suas fendas confeccionadas com um perfil particular, geralmente em “dente de serra”, de 
forma a aumentar a intensidade do espectro difratado em um dado comprimento de onda. A 
partir de matrizes de boa qualidade em vidro, podem ser obtidas réplicas através de prensagem 
contra uma base recoberta por epoxi ou pela deposição de um filme plástico, retirado após o 
processo de secagem. Esses processos podem ser bastante custosos, e para isso a aplicabilidade 
da rede deve ser justificável. Sendo assim, responda as perguntas abaixo: 
a. Qual o principal objetivo da utilização das redes de difração? (0,5) 
 
 
b. Descreva 3 características observadas na figura de difração quando a luz atravessa uma 
rede de difração associadas ao aumento do número de fendas da rede. (1,0) 
 
 
 
 
 
c. Considere que para uma determinada fonte o espectro de luz emitido tem comprimentos 
de onda que vão desde 500nm até 700nm. Sabe-se que para esta rede pode-se observar 
espectros até a 6ª. ordem (ou seja, até m=0, 1, 2, 3, 4, 5 e 6). A partir de qual valor de m 
os espectros começam a se superpor? Justifique com texto ou com desenho. (1,0) 
 
 
 
 
 
 
 
2ª. Questão - Uma onda plana de luz monocromática no ar, incide normalmente em uma 
película (uma camada muito fina) de azeite película que cobre uma placa de cristal. O 
comprimento de onda da fonte pode ser variado continuamente. Observa-se uma interferência 
destrutiva dos raios refletidos para comprimentos de onda de 500nm e 700nm, entretanto não 
se observa nenhuma outra interferência destrutiva para comprimentos de onda dentro da faixa 
especificada acima (500 e 700nm). Se o índice de refração do cristal for 1,50 e o do azeite 
1,25: 
 
a) Encontre a espessura da camada de azeite. (1,5) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) O que aconteceria se substituíssemos o cristal por outro material de índice de refração 
igual a 1,7? (1,0) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3ª. Questão - Na figura abaixo o feixe de um laser com 6W e D = 2mm de diâmetro é 
apontado para cima, perpendicularmente a uma das faces circulares (com menos que 2 mm 
de diâmetro) de um cilindro perfeitamente refletor, que é mantido suspenso pela pressão da 
radiação do laser. A massa específica do cilindro é 1 g/cm3. (a) Qual a altura H do cilindro? 
Atenção: não substitua os valores de π nem de c na resposta. (b) o que mudaria no seu 
cálculo se o diâmetro do feixe fosse menor do que a base do cilindro? Não é para fazer o 
cálculo novamente, apenas para indicar (descrever através de uma ou duas frases) o que 
mudaria no cálculo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4ª. Questão - Duas antenas de rádio separadas por uma distância a, como na Figura abaixo, 
transmitem simultaneamente sinais idênticos de mesmo comprimento de onda. Um rádio em 
um carro viajando rumo leste recebe os sinais. Se o carro está na posição do segundo 
máximo, qual é o comprimento de onda dos sinais? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
c 
 b 
a 
a