P1 de Física 4 da UFRJ - 2012.1

Considere a interferência da luz de comprimento de onda numa fenda dupla, onde a distância entre o centro das duas fendas é , cada fenda tem uma largura e a figura de interferência encontra-se numa tela a uma distância , tal que .

Sabendo que é o ângulo que define um ponto no anteparo, o primeiro mínimo da difração é dado por igual a:

7. Nenhuma das anteriores

A radiação, proveniente de uma fonte que emite luz com uma intensidade igual a , incide sobre uma superfície fazendo um ângulo, de , com a normal à superfície.

Se a luz for totalmente refletida pela superfície, a pressão que a radiação exerce sobre a superfície será igual a:

19. Nenhuma das anteriores

Um aparelho de rádio encontra-se a de uma estação transmissora e recebe um sinal com uma intensidade de .

A potência da estação transmissora, supondo que ela irradie uniformemente em todas as direções, será igual a:

11. Nenhuma das anteriores

Uma fonte monocromática de luz, com e intensidade conhecida , incide num conjunto de fendas, onde não conhecemos nem o número de fendas, nem o espaçamento entre elas e nem suas larguras.

Após a luz passar pelas fendas, observa-se a seguinte figura de interferência, onde e .

A partir da figura e dos dados, justificando as suas respostas, determine:

1. O número de fendas
2. A intensidade do máximo central
3. A separação entre as fendas
4. Podemos afirmar que as fendas são pontuais ou tem largura finita? Justifique.

Enunciado da questão anterior

“Considere a interferência da luz de comprimento de onda numa fenda dupla, onde a distância entre o centro das duas fendas é , cada fenda tem uma largura e a figura de interferência encontra-se numa tela a uma distância , tal que .”

Ainda sobre o experimento da questão anterior, quando e , e tivermos 3 fendas, o número de picos de intensidade dentro do máximo central de difração é igual a:

1. 12
2. 1
3. 3
4. 2
5. 5
6. 7
7. 4
8. 9
9. 11
10. 14
11. 6
12. 13
13. Nenhuma das anteriores

Uma onda eletromagnética senoidal plana se propagando no ar possui comprimento de onda igual a e a amplitude do campo elétrico é igual a .

Dê as suas respostas em valores numéricos.

1. Qual é a frequência desta onda?
2. Sabendo que o vetor de propagação da onda está na mesma direção e é proporcional ao vetor , escreva uma possível expressão para o vetor campo elétrico em função do tempo e do espaço.
3. A partir da sua resposta do item b), escreva uma possível expressão para o vetor campo magnético em função do tempo e do espaço.
4. Qual é a intensidade desta onda?
5. Qual é a força média que a radiação exerce sobre uma superfície totalmente absorvedora perpendicular à direção de propagação com área igual a ?

Luz de comprimento de onda igual a proveniente de uma fonte distante incide sobre uma fenda com largura igual a e a figura de difração resultante é observada sobre uma tela situada a uma distância de da fenda.

Qual é a distância, em , entre as duas primeiras franjas escuras situadas de cada lado da franja brilhante central?

6. Nenhuma das anteriores

O chamado fantasma da TV é uma imagem que se forma sobre a tela em virtude da superposição das ondas eletromagnéticas que chegam diretamente sobre a antena e das ondas que chegam indiretamente depois de refletidas em um edifício ou em uma superfície metálica de grandes dimensões.

Para uma tela de 25 polegadas (aproximadamente igual a ) a imagem fantasma está deslocada de cerca de para a direita da imagem principal quando o sinal refletido chega depois do sinal principal.

Nesse caso, qual é a diferença entre os comprimentos dos percursos dos sinais?

6. Nenhuma das anteriores

A luz proveniente de um arco de ferro possui diversos comprimentos de onda.

Dois entre eles são e .

Você deseja separar essas duas linhas espectrais na primeira ordem usando uma rede com de comprimento.

Qual é o menor número de fendas por centímetro que essa rede deve possuir?

6. Nenhuma das anteriores

O vidro de um carro, com índice de refração é coberto por fora por uma película fina com índice de refração tal que .

Uma luz monocromática proveniente do exterior do carro incide no vidro quase perpendicularmente ao mesmo.

Se é o comprimento de onda desta luz dentro da película, quão fina deve ser a película para que haja luz refletida?

(Considere a interferência entre os raios provenientes das superfícies ar-película e película-vidro)

7. Nenhuma das anteriores

Nikola Tesla, um inventor do Século XIX, propôs a transmissão de potência elétrica através de ondas eletromagnéticas senoidais.

Considere a potência elétrica transmitida por um feixe com seção reta de área igual a .

Qual deveria ser a amplitude do campo magnético e a amplitude do campo elétrico para que esse feixe pudesse transmitir uma potência elétrica comparável com a potência transmitida por uma linha de transmissão moderna (que operam com tensões da ordem de e correntes da ordem de )?

1. ;
2. ;
3. ;
4. ;
5. Nenhuma das anteriores