Exercícios Resolvidos de Difração em Fenda Simples

PUC, Física 4, P2 2016.2, 1

Escolha a opção correta e justifique:

Porque é mais fácil calcular as diferenças de percurso em um experimento de difração por uma única fenda se a distância até a tela é muito maior que a largura da fenda?

(a ) Porque a largura da fenda é da ordem de um comprimento de onda.

(b ) Porque a distância percorrida pelos raios luminosos é da mesma ordem que a distância entre a fenda e a tela de observação.

(c ) Porque os raios luminosos que passam por diferentes pontos da fenda podem ser considerados paralelos.

(d ) Porque os raios luminosos que chegam ao mesmo ponto da tela de observação estão todos em fase.

Passo 1

Aqui vale lembrar de alguns conceitos antes de fazer a questão.

Pensa no seguinte, vamos lembrar de um conceito de desenho para explicar o que acontece. Quando nos consideramos uma lâmpada em uma sala, se fizéssemos o desenho de seus raios luminosos, todos sairiam de um único ponto e iriam se afastando com a distância, certo? Agora imagine se eu te pedisse para calcular a diferença de percurso feita por cada raio? Seria muito complicado porque como os raios não são paralelos entre si não seria tão simples fazer um triangulo retângulo e por trigonometria determinar a diferença de caminho. Porém se analisássemos, por exemplo, os raios de luz do sol, seria muito simples determinar a diferença de caminho, exatamente porque consideraríamos os raios paralelos entre si, o que facilitaria o desenho do triângulo, ou seja, o que diferencia o sol da lâmpada, nesse exemplo, é a distancia que estão do ponto que analisamos.

A lâmpada está muito perto, por isso ainda não chegamos em uma distância grande o suficiente para considerar os raios paralelos, enquanto que o sol que está muito longe possibilita essa consideração.

Vamos analisar um desenho que exemplifique o que quero dizer.

nesse caso vemos exatamente o principio de Difração de Fraunhofer, que se enquadra no nosso exemplo nos raios de luz provenientes do sol, porém se nosso anteparo estivesse mais perto não consideraríamos mais os raios paralelos e não usaríamos mais o principio de Fraunhofer mas sim o de Fresnel, que se enquadra no nosso exemplo com a lâmpada, isso não significa que não é possível calcular os valores quando o anteparo está próximo da abertura, apenas significa que considerar os raios paralelos torna a conta muito mais simples de ser feita.

Dito isso vemos que a única questão que se enquadra nessa explicação é a letra C.

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Resposta

( c) Porque os raios luminosos que passam por diferentes pontos da fenda podem ser considerados paralelos

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