P2 de Física 4 - FIS1061 da PUCRIO - 2017.1

Dois objetos separados por uma distância D = 5,0 cm emitem radiação eletromagnética com comprimento de onda de 15 nm. Esses objetos distam L de um dispositivo eletromagnético dotado de uma “lente” com diâmetro 4,0 mm. Use o critério de Rayleigh para obter a distância máxima entre o dispositivo e os objetos, de modo que esses objetos possam ser distinguidos um do outro.

Um dispositivo de difração por duas fendas, supostas iguais, é iluminado com um laser de comprimento de onda λ = 630 nm e produz uma imagem projetada sobre uma tela de observação, distante L = 1,0 m da tela das fendas. O máximo de interferência de ordem 1 dentro da envoltória central de difração se forma em = 2,0 x m. O primeiro mínimo de difração se forma em = 1,0 cm. Determine:

(a ) A distância entre os centros das fendas.

(b ) A largura de uma fenda.

(c ) O número de máximos de interferência completos na envoltória central de difração.

(d ) A razão entre as intensidades da primeira franja brilhante (m = 1) e a franja central.

Coloque V na escolha verdadeira e a justifique.

(a ) ( ) O efeito Doppler das ondas eletromagnéticas ocorre mesmo que a fonte da onda

e o detetor estejam em repouso no mesmo referencial.

(b ) ( ) Se uma fonte de luz monocromática se aproxima de um detetor, a luz tenderá a

apresentar uma cor mais próxima do vermelho.

(c ) ( ) Um observador A com velocidade relativística emite um feixe de luz verde para

detetor B que se desloca à sua frente. Ambos possuem a mesma velocidade no mesmo

sentido de uma linha reta. O detetor B recebe a luz emitida por A como uma cor

amarelada.

(d ) ( ) O efeito Doppler de uma onda eletromagnética pode ser verificado mesmo que

a fonte de onda não tenha velocidade próxima da velocidade da luz.

Marque X na escolha correta e a justifique. Dois eventos ocorrem a 100 m de distância, separados por um intervalo de tempo de 0,60 μs. Obtenha a velocidade de um referencial no qual esses eventos ocorrem no mesmo ponto do espaço. Note que c representa a velocidade da luz.

1-( ) 0,18 c.

2-( ) 0,25 c.

3-( ) 0,56 c.

4-( ) 0,82 c.

A variável na equação de Einstein significa:

1-( ) a energia total de um objeto de massa m.

2-( ) a energia equivalente à massa que uma partícula possui quando está em repouso.

3-( ) a energia cinética relativística de uma partícula de massa m.

4-( ) a energia máxima que um objeto de massa m pode possuir.

Um próton se move com velocidade 0,89c. Determine o valor do momento linear p, da energia cinética K e da energia total E desse próton.

Calcule o trabalho realizado para acelerar um próton de massa de uma velocidade inicial = para a velocidade de , onde c é a velocidade luz.

Uma rede de difração de 346 ranhuras/mm é iluminada perpendicularmente por um feixe de luz que contém os comprimentos de onda 362 nm e 725 nm.

(a ) Encontre as menores ordens m para as quais há superposição das franjas brilhantes dos dois comprimentos de onda. Calcule o ângulo θ na qual se formam.

(b ) Calcule a maior ordem para a qual o maior comprimento de onda está presente.

Considere agora que a rede de difração do item anterior tem comprimento total de 3,0 cm e recebe uma luz de comprimento de onda λ = 500 nm.

(c ) Calcule a dispersão que esta rede pode resolver em segunda ordem.

(d ) Encontre a menor diferença de comprimentos de onda que essa rede pode resolver em ordem 2.

Uma partícula elementar produzida em um experimento de laboratório percorre 0,230 mm no interior do laboratório, com uma velocidade relativa ao laboratório de 0,960 c, antes de decair em outra partícula.

(b ) Obtenha a distância percorrida pela partícula em seu referencial de repouso.

Uma partícula elementar produzida em um experimento de laboratório percorre 0,230 mm no interior do laboratório, com uma velocidade relativa ao laboratório de 0,960 c, antes de decair em outra partícula.

(a ) Encontre o tempo de vida próprio da partícula.