PUC, Física 4, P2 2016.2, 1
Escolha a opção correta e justifique:
Dois feixes de luz monocromática, um vermelho e um azul, incidem no mesmo ponto de uma rede de difração. A figura de difração observada em uma tela de observação tem as seguintes propriedades:
(a ) O máximo central é roxo e os máximos laterais aparecem em ordem alternada vermelhos e azuis.
(b ) O máximo central é roxo e os máximos laterais aparecem em ordem alternada azuis e vermelhos.
(c ) O máximo central é vermelho e os máximos laterais aparecem em ordem alternada azuis e vermelhos.
(d ) O máximo central é azul e os máximos laterais aparecem em ordem alternada vermelhos e azuis.
(e ) O máximo central é azul e os máximos laterais aparecem em ordem alternada azuis e vermelhos.
Passo 1
Nessa questão percebemos que as nossas alternativas seguem um padrão.
Primeiro deseja-se saber o que ocorrerá com o máximos central.
Depois deseja-se saber o que ocorrerá com os máximos laterais.
Dessa forma vamos resolver cada um dos problemas e analisar quais deles melhor se enquadram na nossa questão.
Passo 2
Primeiro temos que lembrar que o máximo central se trata de uma superposição das cores que incidem na rede difração, ou seja, o máximo central terá componentes da cor azul e também terá componentes da cor vermelha, e o que da a mistura de azul com vermelho?
Isso mesmo, o Roxo que é dado em algumas alternativas.
Então já resolvemos o primeiro problema, vamos ao segundo.
Passo 3
Nesse segundo problema vale relembrar que a fórmula para uma rede de difração com vários comprimentos de onda é dada por.
Em que
Porém como se trata de conhecer as cores que apareceram nos máximos laterais precisamos analisar os comprimentos de ondas, isolando esse termo na fórmula, teremos
E aqui vale ressaltar que o ângulo é o ângulo de saída do feixe da rede de difração.
Agora pensa no seguinte, quanto mais próximo o feixe estiver do máximo central, menor será o ângulo de saída dele da Rede de difração. Se o ângulo de saída é pequeno significa que o desse ângulo também será pequeno, então podemos ver que quanto mais perto do máximo central, menor é o comprimento de onda, agora pensa comigo, qual o menor comprimento de onda entre azul e vermelho?
Isso mesmo, é o azul, ou seja, o máximo central será roxo por apresentar componentes azuis e vermelhas na sua superposição, e logo após ele, viram os comprimentos de ondas menores, alternando até os comprimentos de ondas maiores, com isso sabemos que os máximos laterais começaram pelo azul.
Dito isso a única alternativa que se enquadra nessa explicação é a alternativa b
Resposta
(b ) O máximo central é roxo e os máximos laterais aparecem em ordem alternada azuis e vermelhos.