Considere duas espessas placas de vidro com índice de refração
, dispostas paralelamente e separadas por uma fina camada de ar, com espessura
. Luz de comprimento de onda
incide perpendicularmente no vidro. Determine a condição de interferência totalmente construtiva para os raios refletidos.
Passo 1
Aqui temos duas placas de vidro com índice de refração
, separadas por uma camada fina de ar com espessura
. A luz de comprimento de onda
incide perpendicularmente nas placas. Vamos determinar a condição para que as ondas refletidas interfiram de forma totalmente construtiva. Para isso, vamos usar o conceito de interferência de filmes finos, que envolve entender como as ondas se sobrepõem e interagem.
Passo 2
Primeiro, identifiquemos os pontos de reflexão. Quando a luz atinge a primeira interface (vidro-ar), parte dela é refletida. A mesma coisa acontece na segunda interface (ar-vidro). Assim, temos duas ondas refletidas que podem interferir entre si.
Passo 3
Agora, precisamos considerar as mudanças de fase que ocorrem durante as reflexões. Quando a luz reflete de um meio com índice de refração maior para menor (como de vidro para ar), há uma mudança de fase de
(ou seja, a onda invertida). Já na reflexão de um meio com índice menor para maior (como de ar para vidro), não ocorre mudança de fase.
Passo 4
Além das mudanças de fase, há uma diferença no caminho percorrido pelas duas ondas refletidas. A segunda onda que reflete na segunda interface viaja uma distância extra de
(ida e volta pela camada de ar). Essa diferença no caminho pode causar um desvio de fase adicional, dependendo do comprimento de onda da luz.
Passo 5
Para que as ondas interferem de forma totalmente construtiva, a diferença de fase total deve ser um múltiplo inteiro de
. Levando em conta a mudança de fase de
na primeira reflexão, a condição para interferência construtiva fica:
onde
é um número inteiro (0, 1, 2, …).
Resposta
A condição para interferência totalmente construtiva é:
Exercícios relacionados
Disserte sobre o fenômeno de difração. Diferencie a difração de Fresnel da difração de Fraunhofer. Dê exemplos cotidianos de difração. Explique qualitativamente como a difração pode alterar a figura de interferência observada no experimento de Young.
Considere dois elétrons em um ponto quântico esférico com auto-funções espaciais
, onde
são os polinômios Harmônicos Esféricos. Assinale a alternativa que apresenta uma possível função de onda para o sistema de dois elétrons, onde as setas para cima e para baixo representam, respectivamente, os autoestados de spin positivo e negativo na direção z:
a)
a)
Uma janela de escritório tem
de largura por
de altura. Como resultado da passagem de uma tempestade, a pressão do ar do lado de fora do edifício cai para
, mas no interior do edifício permanece em
. Qual é o módulo da força que empurra a janela para fora por causa da diferença de pressão?
PENSE A diferença de pressåo entre os dois lados da janela faz com que a janela seja submetida a uma força.
FORMULE 0 ar do lado de dentro do escritório empurra a janela para fora com uma força dada por , em que
é a pressio do lado de dentro do escritório, e Aé á área da janela. De igual modo, o ar do lado de fora empurra a janela para dentro com uma força dada por
, em que
é á a pressåo do lado de fora. 0 módulo da força resultante é
.
ANALISE Como , a força resultante é
PENSE A diferença de pressåo entre os dois lados da janela faz com que a janela seja submetida a uma força.
FORMULE 0 ar do lado de dentro do escritório empurra a janela para fora com uma força dada por
ANALISE Como
APRENDA A força a que a janela está submetida é zero quando a pressåo do lado de dentro do escritório é igual à pressăo do lado de fora.
Um sistema possui um único estado de energia possível. Entretanto, quando sua temperatura é alterada, ele passa a ter 8 possíveis estados de energia. Qual o ganho de entropia do sistema?
e)
e)