Enunciado
Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 35.2 - Ex. 21
Em um experimento de dupla fenda, a distância entre as fendas é e as fendas estão a de distância da tela. Duas figuras de interferência são vistas na tela, uma produzida por uma luz com um comprimento de onda de e outra por uma luz com um comprimento de onda de . Qual é a distância na tela entre as franjas claras de terceira ordem () das duas figuras de interferência?
Passo 1
Olá, tudo bem? Vou ajudar você nessa questão, borá lá?
Vamos primeiro lembrar da condição para que seja observado um máximo no experimento de fenda dupla:
Onde é a distância entre as fendas, é o comprimenro de onda, é a ordem (e é sempre um número inteiro!) e é o ângulo entre os raios e o eixo central. Beleza até aqui?
Certo!
Passo 2
Como a distância entre as fendas é muito maior que a distância da tela, o ângulo é pequeno, então podemos fazer a aproximaçãod e que e a condição para máximo fica assim ó:
E a distância angular entre dois máximos para diferentes comprimentos de onda e vai ser dada em função da variação dos comprimentos de onda:
Show! Estamos quase lá, mas não sabemos quem é esse tal de ! Precisamos de uma expressão pra ele!
Passo 3
Mas saca só, podemos relacionar a distância vertical entre as franjas com a distância da fenda até a tela através da tangente da variação angular! Daí que tiramos a relação para , olha só:
Mas como sabemos que o ângulo é pequeno, então também é, e assim a aproximação de também é válida aqui! E é esse o pulo do gato!
Usando a aproximação temos:
Daí substituindo na expressão de do passo anterior, podemos determinar a altura :
Passo 4
Os dados que o problema nos dá são:
E agora é só substituir! Bora jogar tudo na calculadora?
Certinho? Vamos pra próxima? =D