Em um padrão de difração de fenda única, há um máximo central claro cercado por sucessivos máximos de ordem superior mais fracos. Finalmente, bem distante do máximo central, não se observam mais máximos. Isso ocorre porque os máximos restantes são muito fracos? Ou porque há um limite superior para o número de máximos que pode ser observado, não importando o quão bom sejam os olhos do observador para uma dada fenda e fonte de luz?
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está perguntando. Estamos tratando de um padrão de difração de fenda única, onde observamos um máximo central brilhante, seguido por outros máximos de ordens superiores que são mais fracos. A pergunta quer saber por que, distante do máximo central, não vemos mais esses máximos: será porque eles são muito fracos ou porque existe um limite no número de máximos que podemos ver, independente da qualidade da nossa visão ou da fenda e fonte de luz usadas.
Passo 2
Para resolver isso, precisamos lembrar como funciona a difração de fenda única. Quando a luz passa por uma fenda estreita, ela se espalha e forma um padrão de interferência na tela. Esse padrão tem um máximo central brilhante e outros máximos menores nas laterais. A posição dos máximos é dada pela condição:
Onde:
-
é a largura da fenda, -
é o ângulo em relação ao máximo central, -
é a ordem do máximo (1, 2, 3, …), -
é o comprimento de onda da luz.
Passo 3
À medida que aumentamos
, ou seja, observamos máximos de ordens superiores, o ângulo
também aumenta. No entanto, a intensidade desses máximos diminui com o aumento de
. Isso acontece porque a interferência entre as ondas da luz se torna menos construtiva para ordens mais altas, resultando em máximos mais fracos.
Passo 4
Além disso, há um limite no valor de
que podemos observar. Esse limite é determinado pelo fato de que para valores muito altos de
, o ângulo
pode se aproximar do ponto onde
, mas a intensidade dos máximos torna-se tão baixa que eles praticamente desaparecem para nossos olhos. Não é tanto que existe um número máximo de máximos, mas sim que a intensidade desses máximos torna-se imperceptível.
Resposta
Os máximos bem distantes do central deixam de ser observados principalmente porque a intensidade deles se torna muito baixa, tornando-os invisíveis, independentemente da qualidade da visão ou das características da fenda e da fonte de luz.
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