Lição de casa da aula: Deslocamento Doppler das Ondas de Luz Física

Nesta atividade, nós vamos praticar a determinar a mudança no comprimento de onda aparente das ondas de luz emitidas por uma fonte em movimento.

Questão 1

Um astrônomo estima que a velocidade de um cometa seja 1‎ ‎600 km/s longe de sua posição. O menor comprimento de onda de luz visível para o astrônomo é 400 nm. Qual seria o menor comprimento de onda de luz emitida pelo cometa que seria visível para o astrônomo? Responda ao nanômetro mais próximo. Use um valor de 3×10 m/s para a velocidade da luz.

Questão 2

A mudança no comprimento de onda aparente da luz devido ao movimento de um objeto, Δ𝜆, depende do comprimento de onda da luz medida por um observador em repouso em relação ao objeto emissor, 𝜆; na velocidade do objeto em relação ao observador, 𝑣; e na velocidade da luz, 𝑐. Qual das fórmulas a seguir relaciona corretamente essas quantidades?

  • AΔ𝜆=𝑐𝑣𝜆
  • BΔ𝜆=𝜆𝑣𝑐
  • CΔ𝜆=𝜆𝑐𝑣
  • DΔ𝜆=𝜆𝑐𝑣
  • EΔ𝜆=(𝑐𝑣)𝜆

Questão 3

A luz de um objeto tem um comprimento de onda aparente de 540 nm. O valor da variação do comprimento de onda devido ao movimento do objeto em relação a um observador é de 12 nm.

Qual é o maior valor possível do comprimento de onda da luz emitida pelo objeto?

Qual é o valor mínimo possível do comprimento de onda da luz emitida pelo objeto?

Questão 4

Um objeto em movimento emite 700 nm de luz, e a magnitude da velocidade necessária para diminuir o comprimento de onda aparente dessa luz por 1 nm é 𝑣. Outro objeto em movimento emite 400 nm de luz, e a magnitude da velocidade necessária para diminuir o comprimento de onda aparente dessa luz por 1 nm é 𝑣. Encontre a diferença absoluta entre 𝑣 e 𝑣 ao quilômetro mais próximo por segundo. Use um valor de 3×10 m/s para a velocidade da luz.

Questão 5

A que velocidade um objeto deve se mover em direção a um observador para que o observador vê a luz vermelha de 700 nm emitida pelo objeto como luz laranja com um comprimento de onda aparente de 600 nm? Responda ao quilômetro mais próximo por segundo. Use um valor de 3×10 m/s para a velocidade da luz.

Questão 6

O gráfico com linha preta mostra a intensidade das ondas de luz emitidas por um objeto, e o gráfico com linha laranja mostra a intensidade dessas ondas de luz quando medidas por um observador. Com que velocidade o objeto se move em direção ao observador? Responda ao quilômetro mais próximo por segundo. Use um valor de 3×10 m/s para a velocidade da luz.

Esta lição inclui 16 variações de perguntas adicionais para assinantes.

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