PUC, Física 4, P2 2016.2, 2
Escolha a resposta correta e justifique: Uma rede de difração comum não pode ser usada para experimentos de difração de raiosX porque:
(a ) A maioria dos materiais dessas redes não difrata raios X.
(b ) A resolução das redes de difração comuns é insuficiente no caso de raios X.
(c ) Raios X não são luz visível.
(d ) A distância entre as linhas das redes comuns é bem maior que o comprimento de onda dos raios X.
Passo 1
Vamos entender o seguinte, o que são Raios X?
Por definição são radiações eletromagnéticas com comprimentos de ordem de ordem 0,1nm. O problema é que esse valor é muito pequeno, por exemplo, comprimentos de ondas típicos da luz visível chegam a 500nm, para fazer um exemplo que exemplifique isso, pense que o nosso raio X possua comprimento de onda e incida em uma fenda de em que ângulo ocorrerá o máximo de primeira ordem?
Sabemos que a fórmula para interferência construtiva é dada por
Isolando teremos
Substituindo teremos
Isso é muito próximo do máximo central para que possa ser usado na pratica.
Agora vamos analisar cada alternativa dada.
Passo 2
(a ) A maioria dos materiais dessas redes não difrata raios X.
Falso, vimos que a relação não está com o material, mas com o comprimento de onda do Raio X que é muito pequeno para ser da mesma ordem da distancia entre as linhas. Lembrando que a relação entre ordens é dada pela fórmula .
(b ) A resolução das redes de difração comuns é insuficiente no caso de raios X.
Falso , pois também não tem relação com a resolução da rede de difração, pois o conceito para que haja difração não é relacionado a difração, mas ao fato comprimento de onda da radiação eletromagnética ser da ordem da distância entre as linhas.
(c ) Raios X não são luz visível.
A premissa é verdadeira, porém não é por esse motivo que a Rede de difração não pode ser usada para Difração de raios X, como a pergunta é sobre o que impede que isso ocorra, essa alternativa é falsa.
(d ) A distância entre as linhas das redes comuns é bem maior que o comprimento de onda dos raios X.
Verdadeiro, com já vimos anteriormente Uma das condições para haver difração é o comprimento de onda da radiação eletromagnética ser da ordem da distância entre as linhas (abertura das fendas) da rede, como o comprimento de onda do Raio X é muito pequena, isso não ocorrerá.
Resposta
(d ) A distância entre as linhas das redes comuns é bem maior que o comprimento de onda dos raios X.