Lição de casa da aula: Interferometria Física

Nesta atividade, nós vamos praticar a descrever o uso de um interferômetro para medir pequenas mudanças de distância.

Questão 1

As ondas de luz já foram pensadas pelos físicos para exigir um meio chamado éter para se propagar. No ano 1887, foi realizado um experimento para tentar medir a velocidade das ondas de luz em relação ao éter. Um interferômetro foi usado. O interferômetro teve uma velocidade 𝑣 em relação ao éter devido ao movimento da Terra através do éter. O diagrama mostra um interferômetro onde a direção de 𝑣 é perpendicular ao braço AB e paralelo ao braço CD do interferômetro. O comprimento dos braços do interferômetro era o mesmo. Qual das seguintes opções contribuiria para as velocidades líquidas das ondas de luz em relação ao divisor de feixe do interferômetro se fosse assumido que as ondas de luz e o interferômetro se movem em relação a um éter estacionário?

  • AA velocidade do divisor de feixe em relação ao éter apenas
  • BA velocidade do éter
  • CAs velocidades das ondas de luz e do divisor de feixe em relação ao éter
  • DAs velocidades das ondas de luz em relação ao éter apenas

Questão 2

O diagrama apresenta um interferómetro. O espelho num dos braços do interferómetro move-se uma distância Δ𝐿. Qual é a cor da linha no gráfico de intensidade 𝐼 medida num detetor em relação a 𝐿 que representa corretamente a variação da intensidade do espelho à medida que se move?

  • AAzuul
  • BVerde
  • CVermelha
  • DNenhuma destas cores

Questão 3

O diagrama mostra um interferómetro. O espelho num dos braços do interferómetro é rodado um ângulo pequeno. Qual das seguintes afirmações sobre a intensidade da luz medida pelo detetor após o espelho ser rodado deve ser verdadeira?

  • AA intensidade deve diminuir.
  • BA intensidade pode diminuir ou permanecer na mesma.
  • CA intensidade pode aumentar ou permanecer na mesma.
  • DA intensidade deve aumentar.
  • EA intensidade pode diminuir, aumentar ou permanecer na mesma.

Questão 4

O diagrama apresenta um interferómetro que utiliza ondas de luz de comprimento de onda de 𝜆. O comprimento de um dos braços do interferómetro diminui Δ𝐿, o qual não está desenhado à escala. A intensidade da luz medida pelo detetor é a mesma antes e depois do braço do interferómetro varia de comprimento. Qual das seguintes afirmações acerca de Δ𝐿 deve ser verdadeira?

  • AΔ𝐿 é um inteiro múltiplo de 𝜆2.
  • BΔ𝐿 é um número inteiro ímpar múltiplo de 𝜆2.
  • CΔ𝐿 é um número inteiro par múltiplo de 𝜆2.
  • DΔ𝐿=𝜆2

Questão 5

O diagrama mostra um interferômetro. Os comprimentos dos braços do interferômetro são mostrados, com precisão do nanômetro mais próximo. Luz de comprimento de onda 625 nm é emitida e detectada. Qual é a diferença no número de comprimentos de onda da luz emitida que chega ao detector após ter percorrido o caminho através do interferômetro que inclui o braço vertical e da luz emitida que atinge o detector após ter percorrido o caminho através do interferômetro que inclui o braço horizontal? O divisor de feixe tem uma espessura insignificante.

  • A2×10
  • B8×10
  • C4×10
  • D8×10
  • E3×10

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