P2 de Física 4 da USP - 2013

Luz incide sobre uma placa fotográfica e será “gravada” se dissociar uma molécula de da placa.

A energia mínima para dissociar essa molécula é da ordem de . Qual é a região de comprimentos de onda de luz que pode ser gravada nessa placa?

Um derramamento de querosene de um navio cria uma mancha na superfície do mar. O índice de refração do querosene é e o da água .

Os comprimentos de onda da luz visível se encontram no intervalo entre e .

1. Voando de avião sobre a mancha e olhando diretamente para baixo numa região em que a mancha tem espessura de quais são os comprimentos de onda da luz visível que interferem construtivamente?
2. Para um mergulhador na mesma região mas embaixo da mancha qual é o comprimento de onda da luz visível que interfere construtivamente?
3. Na região da mancha, onde a espessura é muito menor do que os comprimentos de onda de luz visível, o observador no avião vê uma interferência construtiva ou destrutiva? Justifique sua resposta.

Qual é a separação linear entre dois objetos na superfície de Marte que podem ser resolvidos pelo telescópio Hubble com uma abertura ?

Dados:

A disância entre a Terra e Marte

O comprimento de onda da luz é

Luz monocromática de comprimento de onda incide sobre uma fenda . Um espelho metálico plano está a uma distância abaixo de , muito menor do que a separação entre a fenda e a tela.

Na tela aparecem faixas claras e escuras devido à interferência entre as ondas que partem de e atingem a tela diretamente e via reflexão no espelho.

1. Contrariamente à experiência de Young, a franja para no ponto da tela é escura. Explique a diferença.
2. Deduza a condição que o ângulo deve satisfazer para haver interferência construtiva entre as ondas diretas e refletidas no ponto da tela. Observe que o raio refletido percorre a mesma distância que o raio que parte da imagem virtual da fenda no espelho (veja a figura).

O gráfico abaixo representa a emitância espectral (distribuição de intensidade) de um corpo negro como função do comprimento de onda.

É dada apenas a escala do eixo de comprimento de onda em . Faltou colocar no gráfico a unidade da escala do eixo da distribuição de intensidade.

1. Calcule a intensidade total irradiada por esse corpo.
2. Calcule aproximadamente a intensidade irradiada na faixa de comprimentos de onda entre e .
3. Caso a temperatura do corpo seja dobrada. Determine o comprimento de onda do máximo da nova curva e a intensidade total irradiada.