*Exercício resolvido em sala de aula.
1. Um feixe de luz de comprimento de onda de 633 nm incide em uma fenda estreita. O ângulo entre o primeiro mínimo de difração de um lado do máximo central e o primeiro mínimo de difração do outro lado é 1,20°. Qual é a largura da fenda?
2. Ondas sonoras com uma frequência de 3000 Hz e uma velocidade de 343 m/s passam pela abertura retangular de uma caixa de som e se espalham por um grande auditório. A abertura, que tem uma largura horizontal de 30,0 cm, está voltada para uma parede que fica a 100 m de distância. Em que ponto desta parede um ouvinte está no primeiro mínimo de difração e portanto terá dificuldade para ouvir o som? (Ignore as reflexões.)
3*. Uma luz monocromática com um comprimento de onda de 538 nm incide em uma fenda com uma largura de 0,025 mm. A distância entre a fenda e a tela é 3,5 nm. Considere um ponto na tela a 1,1 cm do máximo central. (a) Calcule o valor de θ neste ponto. (b) Calcule o valor de a. (c) Calcule a razão entre a intensidade neste ponto e a intensidade no máximo central.
4. Em junho de 1985, a luz de um laser foi emitida da Estação Óptica da Força Aérea, em Maui, Havaí, e refletida pelo ônibus espacial Discovery, que estaba em órbita a uma altitude de 354 km. De acordo com as notícias, o máximo central do feixe luminoso tinha um diâmetro de 9,1 m na posição do ônibus espacial e o comprimento de onda sa luz usada foi 500 nm. Qual é o diâmetro efetivo da abertura do laser na estação de Maui? (Sugestão: O feixe de um laser só se espalha por causa da difração; suponha que a saída do laser tem uma abertura circular.)
5. (a) Quantas franjas claras aparecem entre os primeiros mínimos da envoltória de difração à direita e à esquerda do máximo central em uma figura de difração de duas fendas se l = 550 nm, d = 0,150 mm e a = 30,0 μm? (b) Qual é a razão entre as intensidades da terceira franja clara e da franja central?
6*. Uma rede de difração com 20,0 mm de largura possui 6000 ranhuras. (a) Calcule a distância d entre ranhuras vizinhas. (b) Para que ângulos θ ocorrerão máximos de intensidade em uma tela de observação se a radiação incidente da rede de difração tiver um comprimento de onda de 589 nm?
7. Uma luz de comprimento de onda de 600 nm incide normalmente em uma rede de difração. Dois máximos de difração são observados em ângulos dados por senθ = 0,2 e senθ = 0,3. Os máximos se quarta ordem estão ausentes. (a) Qual é a distância entre ranhuras vizinhas? (b) Qual é a menor largura possível desta rede de difração? (c) Que ordens de máximos de intensidade são produzidas pela rede, supondo que os parâmetros da rede sejam os calculados nos itens (a) e (b)?
8. Uma luz de comprimento de onda de 440 nm passa por duas fendas, produzindo uma figura de difração cujo gráfico de intensidade I em função da posição angular θ aparece na figura abaixo. Calcule (a) a largura das fendas e (b) a distância entre as fendas. (c) Calcule as intensidades das franjas de interferência com m = 1 e m = 2 e compare os resultados com os que aparecem na figura.
9. Uma fonte contendo uma mistura de átomos de hidrogênio e deutério emite luz vermelha com dois comprimentos de onda cuja média é 656,3 nm e cuja separação é 0,180 nm. Determine o número mínimo de ranhuras necessário para que uma rede de difração possa resolver estas linhas em primeira ordem.
10. Uma rede de difração tem 600 ranhuras/mm e 5,0 mm de largura. (a) Qual é o menor intervalo de comprimentos de onda que a rede é capaz de resolver em terceira ordem para l = 500 nm? (b) Quantas ordens acima da terceira podem ser observadas?
11*. Raios-x de comprimento de onda de 0,12 nm sofrem reflexão de segunda ordem em uma cristal de fluoreto de lítio para um ângulo de Bragg de 28°. Qual é a distância interplanar dos planos cristalinos responsáveis pela reflexão?
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