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Questão sobre Ondas: Anéis de Newton

Disciplina Física

Física

Fonte Originais Teachy

Originais Teachy

Assunto Ondas: Anéis de Newton

Ondas: Anéis de Newton

Dificuldade Difícil

Difícil

(Originais Teachy 2024) - Questão Difícil de Física

Durante um experimento de interferência na disciplina de Física Avançada, um estudante se deparou com uma configuração clássica de anéis de Newton formados por incidência de luz monocromática sobre uma lâmina de ar colocada sobre uma superfície refletora plana. Observando a série de anéis concêntricos, o estudante notou que o 5º anel escuro tinha um diâmetro de 2,5 mm e o 10º anel escuro tinha um diâmetro de 4,5 mm. Supondo que a lâmina de ar tem índice de refração desconhecido, mas fixo, e que a fonte de luz utilizada emite uma faixa muito estreita de comprimentos de onda, desconsidere variações da temperatura e da pressão atmosférica que pudessem afetar o índice de refração. Com base nessas observações, determine o comprimento de onda da luz incidente e a espessura da lâmina de ar no ponto de incidência. Considere que os anéis de Newton são formados devido à diferença de caminho óptico de 1 comprimento de onda entre a luz refletida na parte superior da lâmina e a luz refletida na superfície de vidro adjacente.

A espessura da lâmina de ar pode ser determinada diretamente pela diferença de caminho óptico, independentemente do número de anéis de Newton observados.

O número de anéis de Newton observados é suficiente para determinar o índice de refração da lâmina de ar, o comprimento de onda da luz e a espessura da lâmina, sem a necessidade de outras informações.

A diferença de caminho óptico entre os anéis de Newton e a espessura da lâmina de ar são grandezas que variam com a pressão atmosférica, permitindo a sua determinação sem medição direta.

Para determinar o comprimento de onda da luz incidente e a espessura da lâmina de ar, são necessários o número de anéis de Newton observados e o valor da espessura da lâmina de ar.

O comprimento de onda da luz incidente é inversamente proporcional ao número de anéis de Newton observados, sendo possível determiná-lo sem conhecer a espessura da lâmina de ar.

Gabarito:

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