Interferência e Experiência de Young

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1 Nome: nº 2 Professor Caio Interferência e Experiência de Young 1. (UECE 2007) Através de franjas de interferência, é possível determinar características da radiação luminosa, como, por exemplo, o comprimento de onda. Considere uma figura de interferência devida a duas fendas separadas de d = 0,1 mm. O anteparo onde as franjas são projetadas fica a D = 50 cm das fendas. Admitindo-se que as franjas são igualmente espaçadas e que a distância entre duas franjas claras consecutivas é de y = 4 mm, o comprimento de onda da luz incidente, em nm, é igual a a) 200 b) 400 c) 800 d) (UFPE 2008) A figura a seguir ilustra esquematicamente o aparato usado na experiência de Young (de fenda dupla) para observação da interferência óptica. As fendas estão separadas por d = 10 μm e a distância delas ao anteparo é D = 1,0 m. Qual o valor da distância y, em cm, correspondente ao terceiro máximo lateral do padrão de interferência quando as duas fendas são iluminadas por luz de comprimento de onda igual a 0,5 μm? Ensino Médio ~ 1 ~ Lista de Física

2 3. (ITA 2013) Num experimento clássico de Young, d representa a distância entre as fendas e D a distância entre o plano destas fendas e a tela de projeção das franjas de interferência, como ilustrado na figura. Num primeiro experimento, no ar, utiliza-se luz de comprimento de onda λ 1 e, num segundo experimento, na água, utiliza-se luz cujo comprimento de onda no ar é λ 2. As franjas de interferência dos experimentos são registradas numa mesma tela. Sendo o índice de refração da água igual a n, assinale a expressão para a distância entre as franjas de interferência construtiva de ordem m para o primeiro experimento e as de ordem M para o segundo experimento. a) D( Mλ mnλ ) ( nd) b) D( Mλ mλ ) ( nd) c) ( λ λ ) D M mn d d) ( λ λ ) Dn M m d e) ( λ λ ) D Mn m d Ensino Médio ~ 2 ~ Lista de Física

3 4. (ITA 2014) Em uma experiência de interferência de Young, uma luz magenta, constituída por uma mistura de luz vermelha (de comprimento de onda de 660 nm) e luz azul (comprimento de onda de 440 nm) de mesma intensidade da luz vermelha, incide perpendicularmente num plano onde atravessa duas fendas paralelas separadas de 22,0 μm e alcança um anteparo paralelo ao plano, a 5,00 m de distância. Neste, há um semieixo Oy perpendicular à direção das fendas, cuja origem também está a 5,00 m do ponto médio entre estas. Obtenha o primeiro valor de y > 0 onde há um máximo de luz magenta (intensidades máximas de vermelho e azul no mesmo local). Se necessário, utilize tanθ sen θ, para θ << 1 rad. 5. (ITA 2008) Um feixe de luz é composto de luzes de comprimentos de onda λ 1 e λ 2, sendo λ1 15% maior que λ2. Esse feixe de luz incide perpendicularmente num anteparo com dois pequenos orifícios, separados entre si por uma distância d. A luz que sai dos orifícios é projetada num segundo anteparo, onde se observa uma figura de interferência. Pode-se afirmar então, que a) o ângulo de arcsen (5λ1/d) corresponde à posição onde somente a luz de comprimento de onda b) o ângulo de arcsen (10λ1/d) corresponde à posição onde somente a luz de comprimento de onda c) o ângulo de arcsen (15λ1/d) corresponde à posição onde somente a luz de comprimento de onda d) o ângulo de arcsen (10λ2/ corresponde à posição onde somente a luz de comprimento de onda λ2 é observada. e) o ângulo de arcsen (15λ2/d) corresponde à posição onde somente a luz de comprimento de onda λ2 é observada. 6. (Ita 2004) Num experimento de duas fendas de Young, com luz monocromática de comprimento de onda λ, coloca-se uma lâmina delgada de vidro (nv=1,6) sobre uma das fendas. Isto produz um deslocamento das franjas na figura de interferência. Considere que o efeito da lâmina é alterar a fase da onda. Nestas circunstâncias, pode-se afirmar que a espessura d da lâmina, que provoca o deslocamento da franja central brilhante (ordem zero) para a posição que era ocupada pela franja brilhante de primeira ordem, é igual a: Ensino Médio ~ 3 ~ Lista de Física

4 a) 0,38 λ. b) 0,60 λ. c) λ. d) 1,2 λ. e) 1,7 λ. 7. (Ime 2016) Uma fonte sonora está situada no ponto de coordenadas x= 0m e y= 0m e outra no ponto de coordenadas x= 0m e y = 4 m. As ondas produzidas pelas duas fontes têm a mesma frequência e estão em fase. Um observador situado no ponto de coordenadas x= 3m e y= 0m nota que a intensidade do som diminui quando ele se move paralelamente ao eixo y no sentido positivo ou no sentido negativo. Se a velocidade do som no local é 340 m s, a menor frequência das fontes, em Hz, que pode explicar essa observação é a) 85 b) 170 c) 340 d) 680 e) (IME 2017) Como mostra a figura acima, a fonte sonora F 1 está presa ao teto por uma haste vertical. Outra fonte sonora F 2 está pendurada, em equilíbrio, por uma mola ideal na fonte F. 1 As duas fontes emitem sons de mesma frequência f e em mesma fase. Se, em uma reta horizontal passando pela fonte F, 2 a intensidade do som é máxima no ponto P (primeiro máximo de intensidade), situado a uma distância d de F, 2 determine: a) A frequência f das fontes, em função dos demais parâmetros; Ensino Médio ~ 4 ~ Lista de Física

5 Dados: - d = 1 m; - Peso da fonte: F 2 = 10 N; - Comprimento da mola relaxada: 90 cm; - Constante elástica da mola: 100 N m; - Velocidade do som: 340 m s; 2 - Aceleração da gravidade: 10 m s ; - 2 = 1, ,11 = 0,33 9. (ITA 2006) Para se determinar o espaçamento entre duas trilhas adjacentes de um CD, foram montados dois arranjos: 1. O arranjo da figura (1), usando uma rede de difração de 300 linhas por mm, um LASER e um anteparo. Neste arranjo, mediu-se a distância do máximo de ordem 0 ao máximo de ordem 1 da figura de interferência formada no anteparo. 2. O arranjo da figura (2), usando o mesmo LASER, o CD e um anteparo com um orifício para a passagem do feixe de luz. Neste arranjo, mediu-se também a distância do máximo de ordem 0 ao máximo de ordem 1 da figura de interferência. Considerando nas duas situações è1 e è2 ângulos pequenos, a distância entre duas trilhas adjacentes do CD é de a) 2, m b) 3, m c) 7, m d) 1, m e) 3, m Ensino Médio ~ 5 ~ Lista de Física

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