Em junho de 1985, o feixe de luz produzido por um laser na Estação Ótica da Força Aérea, em Maui, Havaí, foi refletido pelo ônibus espcial Discovery, que estava em órbita a uma altitude de 354k m . Segundo as notícias, o máximo central do feixe tinha um diâmetro de 9,1m ao chegar ao ônibus espacial e a luz tinha um comprimento de onda de 500n m . Qual era o diâmetro efetivo da abertura do laser usado na estação de Maui? (Sugestão: o feixe de um laser só se espalha por causa da difração; suponha que a saída do laser tenha uma abertura circular.)

O diâmetro efetivo da abertura do laser era 47m m .

Enunciado

Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 36.Problemas adicionais - Ex. 93

Em junho de 1985, o feixe de luz produzido por um laser na Estação Ótica da Força Aérea, em Maui, Havaí, foi refletido pelo ônibus espcial Discovery, que estava em órbita a uma altitude de . Segundo as notícias, o máximo central do feixe tinha um diâmetro de ao chegar ao ônibus espacial e a luz tinha um comprimento de onda de . Qual era o diâmetro efetivo da abertura do laser usado na estação de Maui? (Sugestão: o feixe de um laser só se espalha por causa da difração; suponha que a saída do laser tenha uma abertura circular.)

Passo 1

Vamos começar calculando a abertura angular do feixe de luz que chega até o ônibus espcial:

Essa abertura corresponde à separação entre o centro do feixe circular e alguma extremidade:

Vamos calcular esse ângulo:

Onde é o diâmetro (da saída do laser)que queremos calcular:

Passo 2

Nós também sabemos que aquele círculo formado pelo feixe tem um diâmetro de , e a distância até o ônibus espacial é . Vamos representar isso no desenho:

Então:

Vamos substituir isso na nossa equação do primeiro passo:

Resposta

O diâmetro efetivo da abertura do laser era .

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