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Enunciado

Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 33.Problemas Adicionais - Ex. 91

Um laser de hélio-neônio que trabalha com um comprimento de onda de 632,8 nm, tem uma potência de 3,0 mW o ângulo de divergência do laser é θ = 0,17   m r a d . (a) Qual é a intensidade do feixe a 40 m de distância? (b) Qual a potência de uma fonte pontual que produz a mesma intensidade luminosa a mesma distância?

Passo 1

O enunciado nos fornece os seguintes dados:

λ = 632,8   n m

P = 3,0   m W

θ = 0,17   m   r a d

A intensidade de um feixe luminoso pode ser calculado pela seguinte relação:

I = P A

Passo 2

a) Queremos saber qual será a intensidade de um feixe que está posicionado a d = 40   m de distância.

Desta forma temos que a área é A = π r 2 onde r = θ d 2 = 0,17 ⋅ 10 - 3 ⋅ 20 , então:

I = P A = 3 ⋅ 10 - 3 π 0,17 ⋅ 10 - 3 ⋅ 20 2

I = 83   W / m 2    

Passo 3

b) Quando consideramos uma fonte pontual temos que a luz estará se espalhando em todas as direções formando uma esfera, logo a área que iremos considerar para calcular a potência será A = 4 π d 2 . Desta forma temos:

I = P ' A

P ' = I A = I 4 π d 2 = 83 ⋅ 4 π 40 2

P ' = 1,7 M W

Resposta

a) I = 83   W / m 2

b) P ' = 1,7 M W

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