53 Discuta o que acontece com um feixe de luz branca que incide sobre uma fenda única, de largura
, e é transmitida para um anteparo que está a uma distância
. Considere, também, os vários possiveis valores para
. O que acontece com a figura obtida se mergulhamos todo o sistema em um tanque d’água?
Passo 1
O enunciado pede para analisar a difração de Fraunhofer em uma única fenda de largura
iluminada por luz branca e observada num anteparo à distância
. Vamos usar a teoria de difração de fenda única e a dependência da posição dos mínimos e máximos na tela em função do comprimento de onda
.
Passo 2
Para uma fenda única, os mínimos de intensidade ocorrem quando se satisfaz
e os máximos principais ficam aproximadamente entre esses mínimos. Como normalmente
A posição vertical
Passo 3
Como a luz é branca, ela contém vários comprimentos de onda. Para cada ordem
, cada cor (cada
) produzirá seu próprio
. O resultado é:
- Um máximo central (
) onde todas as cores se sobrepõem, aparecendo branco. - Franjas laterais (
) espectrais: cada franja se decompõe em cores, com o vermelho mais afastado do centro e o violeta mais próximo.
À medida quecresce, as franjas secundárias ficam mais fracas e mais estreitas, mas continuam exibindo dispersão cromática.
Passo 4
Ao mergulhar todo o sistema em água, o índice de refração
faz com que o comprimento de onda no meio seja
Resposta
A difração de luz branca por uma única fenda gera um máximo central branco e franjas laterais coloridas (vermelho mais afastado, violeta mais próximo), com intensidade decrescendo para ordens
maiores. Ao mergulhar em água, o padrão se comprime por um fator
, aproximando todas as franjas do centro.