Enunciado

Lasers de alta potência são usados para cortar e soldar materiais, focalizando-se o feixe do laser em uma região muito pequena. É como quando se usa uma lente de aumento para focalizar a luz solar em uma pequena região de modo a poder inflamar coisas. Como engenheiro, você projetou um dispositivo de corte a laser em que o material a ser cortado é posicionado 5,0 cm atrás da lente. Você selecionou um laser de alta potência com comprimento de onda de 1,06 μm. Seus cálculos indicam que o laser deve estar focalizado em uma região com 5,0 μm de diâmetro a fim de ter potência suficiente para realizar o corte. Qual é o diâmetro mínimo da lente que você deve instalar?

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!

λ = 1,06 × 10 - 6   m  

f = 5   c m → 5,0 × 10 - 2   m  

ω = 5,0 × 10 - 6   m

O enunciado quer saber acerca do diâmetro mínimo, na questão de focagem e resolução, o tamanho mínimo em uma lente de diâmetro D que vai focalizar é igual a:

ω = 2,44 λ f D

Nós queremos o diâmetro, então temos que isolar o D dessa equação, o primeiro passo desse processo é multiplicar por D os dois lados, dando uma característica de igualdade (não vai mudar nada na equação, então tá tranquilo meu jovem)

D ∙ ω = D ∙ 2,44 λ f D

Desenvolvendo o produto, nós temos:

D ∙ ω = 2,44 λ f → D = 2,44 λ f ω

Agora, é somente substituir os valores (agora você pode perceber o quão é importante anotar as variáveis no início da resolução), então temos:

D = 2,44 ( 1,06 × 10 - 6   m ) ( 5,0 × 10 - 2   m ) 5,0 × 10 - 6

Com isso, temos que D é igual a:

D = 0,0258   m = 2,58   c m

Logo, o diâmetro mínimo é igual a 2,58 centímetros.

Resposta

D = 2,58   c m

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