P4 de Física 4 - FIS1061 da PUCRIO - 2016.1

A polarização de uma onda eletromagnética está representada por

;

,

onde .

(b) Demonstre o tipo de polarização (linear, circular ou elíptica) dessa onda. Caso não seja linear, não precisa demonstrar se a polarização é à esquerda ou à direita.

Em experimento com anéis de Newton o raio de curvatura R da lente é 5,0 m e seu diâmetro d vale 20 mm. O comprimento de onda é 589 nm. Admita que haja anéis de Newton até a borda da lente,

(a) Determine o número de anéis claros formados.

Um feixe de raios X com energia de 25 keV incide sobre um bloco material. Considere a ocorrência de efeito Compton com os elétrons quase livres desse bloco, desprezando sua função trabalho.

(a) Obtenha a energia dos fótons espalhadosem um ângulo 𝜃 = 180°. Determine a energia cinética dos elétrons espalhados.

No Potássio (K) o comprimento de onda acima do qual não existe o efeito fotoelétrico é

𝜆 = 558 𝑛𝑚.

(b) Obtenha a função trabalho do Potássio.

(c) Calcule o potencial de frenagemno Potássio para uma radiação incidente de comprimento de onda 400 𝑛𝑚.

Calcule o maior comprimento de onda da radiação emitida por uma transição eletrônica que termine no estado quântico de ordem n = 5 no átomo de Hidrogênio (Z = 1), segundo o modelo de Bohr.

Um elétron livre se move no sentido positivo do eixo x com velocidade v. Ele obedece a equação de onda de Schrödinger. Essa equação para o citado elétron tem uma função de onda dada por Ψ(𝑥,𝑡) = .

(c) Use o operador do momento linear na função de onda Ψ(𝑥,𝑡) para obter o autovalor (p) do momento linear desse elétron.

Uma rede de difração com 180 ranhuras por mm é iluminada perpendicularmente com luz que contém os comprimentos de onda 𝜆1 = 400 𝑛𝑚 e 𝜆2 = 500 𝑛𝑚.

(b) Encontre a separação angular entre os máximos principais de segunda ordem (m = 2) desses dois comprimentos de onda.

Um laser é capaz de gerar pulsos de radiação com uma potência máxima de valor . Ele é focalizado em uma superfície de área 1,2 de um plasma de elétrons de alta densidade. Essa superfície está perpendicular à direção de propagação.

(a) Determine a intensidade I da radiação na superfície considerada. Determine também a pressão de radiação sobre esse plasma lembrando que ele se comporta como um meio perfeitamente refletor.

A energia total E de uma partícula livre é o quíntuplo do valor de sua energia de repouso . (a) Obtenha a energia cinética K e o momento linear P dessa partícula. Dê as respostas em termos de m e c.