Lição de casa da aula: Interferência de Duas Fendas Física • 9º Ano

Nesta atividade, nós vamos praticar a calcular as posições dos pontos de intensidade máxima e mínima nos padrões de interferência gerados por fendas duplas.

Questão 1

A luz com um comprimento de onda de 636 nm passa por uma folha na qual estão duas fendas estreitas paralelas. A luz das fendas incide num ecrã paralelo à folha, a 1,08 m de distância, em que um padrão de franjas claras e escuras é observado. Uma linha 𝐿 é perpendicular à superfície da folha na direção das fendas. A linha 𝐿 interseta a franja clara central do padrão no ecrã. A distância no ecrã de 𝐿 ao centro da franja clara mais próxima da franja clara central é de 6,11 cm. Qual é a distância entre as fendas?

  • A56,1×10 m
  • B1,12×10 m
  • C3,36×10 m
  • D6,36×10 m
  • E1,08×10 m

Questão 2

Uma luz com um comprimento de onda de 597 nm passa por uma folha que tem duas fendas estreitas paralelas a 7,64 µm de distância uma da outra. A luz proveniente das fendas incide numa tela paralela à folha, onde um padrão de franjas claras e escuras é observada. A reta 𝐿 é perpendicular à superfície da folha e à direção da fenda, intersetando a franja clara central da tela. Duas retas, a reta I e a reta II, intersetam 𝐿 na posição da folha. A reta I interseta o centro da franja escura mais próxima da franja clara central e a reta II interseta o centro da franja clara mais próxima da franja clara central. Qual é o ângulo entre a reta I e a reta II? Apresente a resposta com uma casa decimal.

Questão 3

Qual das seguintes fórmulas relaciona corretamente o ângulo 𝜃 no qual luz com um comprimento de onda de 𝜆 emerge de um par de fendas estreitas separadas uma distância de 𝑑 com a ordem 𝑛 da franja clara de um padrão de interferência produzido pela luz num ecrã?

  • A𝑑=𝑛𝜆𝜃sen
  • Bsen𝜃=𝑛𝜆𝑑
  • C𝑑𝜃=𝑛𝜆sen
  • D𝑑𝜆=𝑛𝜃sen
  • Esen𝜃=𝑑𝑛𝜆

Questão 4

A luz passa através de uma folha na qual existem duas fendas estreitas paralelas separadas em 12,8 µm . A luz das fendas é incidente em uma tela paralela à folha, onde é observado um padrão de orlas claras e escuras. Uma linha 𝐿 corre perpendicularmente à superfície da folha e à direção das fendas. A linha 𝐿 cruza a orla clara central do padrão na tela. O ângulo entre 𝐿 e uma linha que cruza o centro da orla clara mais próxima da orla central clara é 3,09. Qual é o comprimento de onda da luz? Dê sua resposta para três algarismos significativos.

Questão 5

Luz com um comprimento de onda de 625 nm passa por uma folha na qual estão duas fendas estreitas paralelas. A luz vinda das fendas incide numa tela paralela à folha, onde um padrão de franjas claras e escuras é observado. Uma reta 𝐿 é perpendicular à superfície da folha e à direção das fendas. A reta 𝐿 interseta a franja clara central do padrão na tela. O ângulo entre 𝐿 e uma reta que interseta o centro da franja clara mais próxima da franja clara central é de 2,67. Qual é a distância entre as fendas na folha? Apresente a resposta arredondada às unidades do micrômetro.

Questão 6

Luz com um comprimento de onda de 675 nm passa por uma folha na qual existem duas fendas estreitas paralelas a 10,5 µm de distância. A luz das fendas incide numa tela paralela à folha, onde se observa um padrão de franjas claras e escuras. Uma reta L é perpendicular à superfície da folha e à direção das fendas. A reta L interseta a franja central clara do padrão na tela. Qual é o ângulo entre L e uma reta que interseta o centro da franja clara mais próxima da franja clara central? Apresente a resposta com duas casas decimais.

Questão 7

Qual das seguintes fórmulas relaciona corretamente 𝜆, o comprimento de onda da luz que emerge de um par de fendas estreitas; 𝑠, a separação entre as fendas; 𝑑, a distância do centro de um padrão de interferência produzido pela luz na tela; e 𝐷, a distância das fendas a uma margem clara no padrão de ordem 𝑛?

  • A𝑠=𝑛𝜆𝑑𝐷
  • B𝑠=𝜆𝐷𝑛𝑑
  • C𝑠=𝑛𝜆𝐷𝑑
  • D𝑠=𝑛𝑑𝐷𝜆
  • E𝑠=𝑛𝜆𝑑𝐷

Questão 8

Luz com comprimento de onda de 604 nm passa por uma folha na qual existem duas fendas estreitas paralelas 9,44 µm separadas. A luz das fendas é incidente em uma tela paralela às folhas, 1,25 m separadas, onde é observado um padrão de margens claras e escuras. Uma linha 𝐿 corre perpendicularmente à superfície da folha e à direção das fendas. A linha 𝐿 cruza a margem clara central do padrão na tela. Qual é a distância na tela de 𝐿 para o centro da margem clara mais próxima da margem central clara?

Questão 9

Luz passa por uma folha na qual há duas fendas estreitas paralelas a 5,28 µm de distância uma da outra. A luz das fendas incide numa tela paralela à folha, a 1,16 m de distância, onde um padrão de franjas claras e escuras é observado. A reta 𝐿 é perpendicular à superfície da folha e à direção das fendas. A reta 𝐿 interseta a franja clara central do padrão na tela. A distância na tela de 𝐿 ao centro da franja escura mais próxima da franja clara central é de 4,77 cm. Qual é o comprimento de onda da luz? Apresente a resposta em notação científica com duas casas decimais.

  • A8,68×10 m
  • B4,34×10 m
  • C5,43×10 m
  • D1,09×10 m
  • E2,17×10 m

Questão 10

Luz com um comprimento de onda de 563 nm passa por uma folha na qual estão duas fendas estreitas paralelas com 8,38 µm de distância uma da outra. A luz que passa pelas fendas incide num ecrã paralelo à folha, onde um padrão de franjas claras e escuras é observado. A reta 𝐿 é perpendicular à superfície da folha e tem a direção das fendas. A reta 𝐿 interseta a franja central brilhante do padrão no ecrã. Quantas franjas brilhantes estarão presentes num ecrã que pode ser esticado, sem limite, para ambas as direções de 𝐿?

Esta lição inclui 7 perguntas adicionais para assinantes.

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