Enunciado
Física - Moysés - Vol. 4 - Ed: 1º - Capítulo 4.Problemas - Ex. 1
1. Uma onda plana monocromática incide perpendicularmente sobre um anteparo opaco com beirada retilínea, projetando sua sombra sobre outro anteparo, paralelo ao primeiro, e situado dentro da região de Fresnel. Demonstre que a intensidade difratada, num ponto situado exatamente no limite da sobra geométrica da beirada, é igual a , onde é a intensidade incidente (não-obstruída).
Passo 1
Então, vem comigo que juntos vamos domar esse problema.
Como o próprio enunciado diz a o anteparo está na região de Fresnel e isso significa que teremos que trabalhar com a difração de Fresnel.
Mas fique calmo que não teremos que usar aquelas contas doidas do formalismo dessa difração, vamos usar apenas alguns conceitos. Até o próprio livro não se aprofunda em contas só em discussões qualitativas.
Vamos usar o conceito de zonas de Fresnel para isso e fato de que
Onde
E é a contribuição de cada zona de Fresnel.
Para facilitar nossa análise vamos considerar um objeto retangular.
Vamos em frente então!
Passo 2
Na seção do livro nos diz que a interferência entre as contribuições das zonas de Fresnel gera um efeito final em um ponto do anteparo é metade da contribuição da zona.
Assim temos que:
Na seção o livro chega a conclusão de que em um ponto na região do anteparo temos que:
Onde .
Isso nos diz que a intensidade de um ponto na região central do anteparo é igual a intensidade incidente e é proporcional a metade da contribuição da primeira zona seria totalmente visível como você pode ver na figura do livro.
Você pode me perguntar como isso acontece se temos um objeto difratando a luz e não uma fenda. Isso ocorre que a figura de difração de uma fenda e de um objeto que tenham a mesmas dimensões são iguais.
Passo 3
Agora quando vamos avaliar um ponto no limite da sombra geométrica temos que metade da primeira zona fica amostra para contribuição, análogo a figura do livro.
Então se temos apenas metade da zona contribuindo a contribuição dessa zona será de .
Assim nossa intensidade fica da seguinte maneira:
Mas lembrando que:
Teremos que
Resposta
Demonstrado acima.