Enunciado

A luz emitida pelo elemento X passa por uma rede de difraçăo com 1200 linhas/mm. O padrăo de difraçāo é observado em uma tela posicionada 75,0   c m atrais da rede. As franjas brilhantes sâo vistas na tela a distâncias de 56,2   c m , 65,9   c m e 93,5   c m em relaçăo ao máximo central. Nenhuma outra franja ć observada.a. Qual é o valor de m correspondente a cada um desses comprimentos de onda difratados? Explique por que apenas um valor possivel de ser visto.b. Quais sāo os comprimentos de onda luminosa emitidos pelo Elemento X"?

Passo 1

E aiii gente, tudo bom com vocês?

Então vamos resolver essa questão bem legal aqui e passo a passo pra gente tirar 10 na provinha!

Vamo lá!

Letra a:

Uma afirmação importante é que as linhas são vistas na tela. Isso significa que a luz é a luz visível, na faixa de 400 n m - 700 n m . Podemos determinar onde todo o espectro visível cai na tela para diferentes valores de m . Fazemos isso encontrando os ângulos θ m nos quais a luz de 400 n m e a luz de 700 n m são difratadas. Nós então usamos y m = L t a n ⁡ θ m para encontrar suas posições na tela, que está a uma distância L = 75 c m .

O espaçamento da fenda é:

d = 1 m m 1200 = 8.333 × 10 - 7 m .

Para m = 1 :

λ = 400 n m : θ 1 = sin - 1 ⁡ 400 n m d = 28.7 ∘ ⇒ y 1 = 75 cmtan ⁡ 28.7 ∘ = 41 c m

λ = 700 n m : θ 1 = sin - 1 ⁡ 700 n m d = 57.1 ∘ ⇒ y 1 = 75 cmtan ⁡ 57.1 ∘ = 116 c m

Para m = 2 :

λ = 400 n m : θ 1 = sin - 1 ⁡ 2 ⋅ 400 n m d = 73.8 ∘ ⇒ y 2 = 75 cmtan ⁡ 73.8 ∘ = 257 c m

Para o comprimento de onda de 700 n m em m = 2 ,

θ 2 = sin - 1 ⁡ 2 ⋅ 700 n m d = sin - 1 ⁡ 1.68

Que não é definido, então y 2 → ∞ .

Nós vemos que a luz visível difratada em m = 1 cairá na faixa de 41 c m ≤ y ≤ 116 e que a luz visível difratada em m = 2 cairá no intervalo y ≥ 257 c m . Esses intervalos não se sobrepõem, portanto, podemos concluir que as linhas de difração observadas são todas m = 1 .

Passo 2

Letra b:

Para determinar os comprimentos de onda, primeiro encontramos o ângulo de difração da posição observada usando:

θ = tan - 1 ⁡ y L = tan - 1 ⁡ y 75 c m

Este ângulo é então usado na equação da rede de difração para o comprimento de onda com m = 1 , λ = dsin ⁡ θ 1 .

Resposta

  1. m=1
  2. Ver resposta
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