Interferência  - Exercícios - Física, Notas de estudo de Física. Universidade Federal da Bahia (UFBA)
A_Santos
A_Santos8 de Março de 2013

Interferência - Exercícios - Física, Notas de estudo de Física. Universidade Federal da Bahia (UFBA)

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Apostilas e exercicios de Física da Universidade Federal do Parana sobre o estudo da Interferência.
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CF062 – Física IV – 3a. Lista de exercícios

cap. 35 – Interferência 1. Em um experimento de Young, a distância entre as fendas é de 100 vezes o valor do comprimento de onda da luz usada para iluminá-las. (a) Qual é a separação angular em radianos entre o máximo de interferência central e o máximo mais próximo? (b) Qual é a distância entre estes máximos se a tela de observação estiver a 50,0 cm de distância das fendas? (Halliday 36.14E) 2. S1 e S2 na Fig. 36.29 são fontes pontuais de ondas eletromagnéticas com um comprimento de onda de 1,00 m. As fontes estão separadas por uma distância d = 4,00 m e as ondas emitidas estão em fase e têm intensidades iguais. (a) Se um detector for deslocado para a direita ao longo do eixo x a partir da fonte S1, a que distância de S1 serão detectados os três primeiros máximos de interferência? (b) A intensidade do mínimo mais próximo é exatamente zero? (Sugestão: O que acontece com a intensidade da onda emitida por uma fonte pontual quando nos afastamos da fonte?) (Halliday 36.27P) 3. Uma lente com índice de refração maior que 1,30 é revestida com um filme fino transparente de índice de refração 1,25 para eliminar por interferência a reflexão de uma luz de comprimento de onda λ que incide perpendicularmente a lente. Qual é a menor espessura possível para o filme? (Halliday 36.34E) 4. Uma câmara selada, com 5,0 cm de comprimento e janelas de vidro, é colocada em um dos braços de um interferômetro de Michelson, como na Fig. 36.36. Uma luz de comprimento de onda λ = 500 nm é usada. Quando a câmara é evacuada, as franjas se deslocam de 60 posições. A partir destes dados, determine o índice de refração do ar a pressão atmosférica. (Halliday 36.57P) 5. Na Fig. 36.3 duas ondas luminosas de comprimento de onda 620 nm estão inicialmente defasadas de π rad. Os índices de refração dos meios são n1 = 1,45 e n2 = 1,65. (a) Qual o menor valor de L para que as ondas estejam em fase depois de passarem pelos dois meios? (b) Qual o segundo menor valor de L para que isto aconteça? (Halliday 36.10P) 6. Um laser de comprimento de onda de 632,8 nm passa por duas fendas localizadas em uma tela na parte da frente de uma sala de aula, é refletida por um espelho situado a 20,0 m de distância, no fundo da sala, e produz uma figura de interferência na mesma tela que contém as fendas. A distância entre duas franjas claras adjacentes é 10,0 cm. (a) Qual é a distância entre as fendas? (b) O que acontece com a figura de interferência quando o professor cobre uma das fendas com um pedaço de celofane, aumentando de 2,50 o número de comprimentos de onda percorridos pela luz no trajeto que passa pelo celofane? (Halliday 36.22P)

d

S1

S2

x

Fig. 36.29

n1

n2

L Fig. 36.3

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7. Uma das fendas em um experimento de Young é mais larga do que a outra, de modo que a amplitude da luz que chega à parte central da tela depois de passar por uma das fendas, quando considerada separadamente, é duas vezes maior do que a da luz que chega à tela depois de passar pela outra fenda, também considerada separadamente. Obtenha uma expressão para a intensidade I da iluminação da tela em função de θ. (Halliday 36.29P) 8. A reflexão de luz branca com incidência perpendicular em um filme de sabão suspenso no ar apresenta um máximo de interferência em 600 nm e um mínimo em 450 nm, sem que haja outros mínimos dentro deste intervalo. Se n = 1,33 para o filme, determine a espessura do filme, suposta constante. (Halliday 36.42P) 9. Um petroleiro avariado derrama querosene (n = 1,20) no golfo Pérsico, criando uma grande mancha na superfície da água (n = 1,30). (a) Se você está sobrevoando a mancha em um avião, com o Sol a pino, em uma região onde a espessura da mancha é 460 nm, e olha diretamente para baixo, para que comprimento(s) de onda da luz visível a reflexão será mais forte por causa da interferência construtiva? (b) Se você mergulhou para observar a mancha por baixo, para que comprimento(s) de onda da luz visível a intensidade da luz transmitida será maior? (Sugestão: mesmo para a observação dentro da água considere a luz vinda do Sol.) (Halliday 36.39P) 10. A Fig. 36.34a mostra uma lente com raio de curvatura R pousada em uma placa de vidro iluminada de cima por uma luz de comprimento de onda λ. Associadas a espessura variável d do filme de ar, aparecem franjas de interferência circulares (os chamados anéis de Newton), como mostra a Fig. 36.34b. Determine os raios r dos círculos que correspondem aos máximos de interferência, supondo que r/R << 1. (Halliday 36.49P)

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