4. Lista de Exerccios de Fsica IV Lista Extra Ondas Eletromagnticas Fundamentos de ptica Interferncia Difrao

1. Uma partcula no sistema solar est sob a influncia combinada da atrao gravitacional e da

radiao devida aos raios solares. Suponha que a partcula seja uma esfera de massa

especfica 1,0103 kg/m3 e que toda a luz incidente seja absorvida. (a) Mostrar que, se o raio

da partcula for menor que um certo raio crtico r, a partcula ser soprada para fora do

sistema solar. (b) Calcule r.

Dados: Potncia de radiao do Sol: 3,9010 26 W, Massa do Sol: 1,991030 kg

2. A intensidade I da luz emitida por uma fonte pontual e isotrpica medida em funo da

distncia r da fonte. A Figura abaixo mostra a intensidade I em funo do inverso do

quadrado da distncia, r2. Qual a potncia da fonte?

3. Um feixe de luz parcialmente polarizada pode ser considerado como uma mistura de luz

polarizada e no-polarizada. Suponha que um feixe deste tipo atravesse um filtro polarizador

e que o filtro seja girado de 360 enquanto se mantm perpendicular ao feixe. Se a

intensidade da luz transmitida varia por um fator de 5,0 durante a rotao do filtro, que frao

da intensidade da luz incidente est associada luz polarizada do feixe ?

4. Quando uma das fendas de um sistema de dupla fenda coberta com uma placa fina de mica

(n=1,58), o ponto central de uma tela de observao passa a ser ocupado pela 7 franja clara

(m=7) da antiga figura de interferncia. Se = 550 nm, qual a espessura da placa de mica?

5. Na figura abaixo as fontes X e Y emitem ondas de rdio com um comprimento de onda de

400m, com a fase da onda emitida pela fonte X adiantada de 90o em relao onda emitida

pela fonte Y. A diferena entre a distncia x, da fonte X ao detector D e a distncia y da fonte

Y ao detector D de 100m. Qual a diferena de fase das ondas quando chegam ao detector?

D

Y

0 4 8 r2(m-2)

I (W/m2)

200

X

6. A Fig. abaixo mostra uma lente com raio de curvatura R pousada em uma placa de vidro e

iluminada de cima por luz de comprimento de onda . A Fig. a seu lado mostra uma

fotografia tirada de cima da lente e revela a existncia de franjas circulares associadas

espessura varivel t da pelcula de ar entre a lente e a placa. Determine os raios r dos anis

que correspondem aos mximos de interferncia, supondo que

1.

7. Uma rede de difrao tem 600 ranhuras/mm e 5,0 mm de largura. (a) Qual o menor

intervalo de comprimentos de onda que a rede capaz de resolver em terceira ordem para =

500 nm? (b) Quantas ordens acima da terceira podem ser observadas?

8. Princpio de Babinet. Um feixe monocromtico, de luz

paralela, incide sobre um orifcio "colimador" de dimetro

x muito maior que . O ponto P, num anteparo distante,

est na regio da sombra geomtrica, como mostra a

figura (1) ao lado. Os dois obstculos mostrados na fig. (2)

so colocados, um de cada vez, sobre o colimador. A um

disco opaco com um pequeno orifcio e B o "negativo

fotogrfico" de A. Usando conceitos de superposio,

mostre que a intensidade em P a mesma para os dois

objetos A e B.

9. Uma rede de difrao com 180 ranhuras/mm iluminada com uma luz que contem apenas 2

comprimentos de onda 1 = 400nm e 2 = 500nm. O sinal incide perpendicularmente na rede.

(a) Qual a distncia angular entre os mximos de segunda ordem dos dois comprimentos de

onda? (b) Qual o menor ngulo para o qual dois dos mximos se superpem? (c) Qual a

maior ordem para a qual mximos associados aos dois comprimentos de onda esto presentes

na figura de difrao?

10. Uma rede de difrao com 350 ranhuras/mm iluminada com uma luz branca com incidncia

normal. Uma figura de difrao observada em uma tela, a 30 cm da rede. Se um furo

quadrado com 10 mm de lado aberto na tela, com o lado interno a 50 mm do mximo

central e paralelo a esse mximo, determine (a) o menor e (b) o maior comprimento de onda

comprimento de onda da luz que passa pelo furo.