P2 de Física 4 da USP - 2014

Uma película muito fina de material transparente, de índice de refração é utilizada como revestimento anti-refletor na superfície de um vidro de índice de refração de uma célula solar.

Qual deve ser a espessura mínima da película para numa incidência perpendicular não se observar por reflexão a luz que no vácuo tem comprimento de onda ?

Uma rede de difração tem linhas. Radiação luminosa contendo ondas de dois comprimentos de onda e incidem perpendicularmente nessa rede.

É possível resolver estes dois comprimentos de onda sabendo-se que a máxima ordem de difração que pode ser observada para é oito?

Considere um planeta que absorve de seu Sol uma potência luminosa total de . É sabido que a área da superfície do planeta é de .

Se nenhum calor é gerado no interior do planeta, para manter a temperatura em equilíbrio o planeta deve emitir de volta para o espaço a mesma quantidade de energia absorvida da luz estelar.

Suponha que o planeta emite radiação como se fosse um corpo negro. Nessas condições, qual é o comprimento de onda para o qual ocorre a máxima intensidade da radiação emitida pelo planeta.

Qual é a distância mínima que deve separar dois objetos na Lua para serem resolvidos pelo telescópio espacial Hubble que tem um espelho de de diâmetro?

Considere a distância entre o Hubble e a Lua e o comprimento de onda da luz (luz violeta).

Um sistema de duas fendas é iluminado com luz monocromática. A figura abaixo mostra a intensidade num anteparo distante como função do ângulo em relação ao feixe incidente.

1. Qual é a relação entre a distância entre os centros das fendas e a largura das fendas desse sistema?
2. Se a largura das fendas fosse reduzida pela metade o número de franjas brilhantes entre os mínimos de difração de ordem mais baixa aumentaria ou diminuiria? Justifique sua resposta.

Num arranjo experimental os pontos e funcionam como fontes de luz idênticas emitindo em fase com comprimentos de onda .

A distância entre e pode ser variada, e encontra-se a uma distância do anteparo.

1. Obtenha a expressão para a diferença de fase entre as ondas no ponto . (obs: NÃO faça nenhuma aproximação).
2. Para que valores de obtém-se interferência destrutiva para (ponto )?
3. Se apenas um dos ou estiver presente a intensidade observada no ponto do anteparo é aproximadamente constante e igual a para e pequenos (as amplitudes dos campos elétricos devidos às fontes em são aproximadamente iguais: ).

Deduza a expressão da intensidade resultante observada no ponto como função apenas de e .

Luz monocromática de comprimento de onda e de intensidade incide perpendicularmente sobre uma superfície metálica de área .

1. Quantos fótons por segundo incidem sobre a superfície metálica?
2. Calcule em a função de trabalho do metal sabendo que os elétrons mais energéticos arrancados do metal têm energia cinética igual a .