A distância entre as franjas em uma figura de interferência de duas fendas aumenta, diminui ou permanece constante © se todo o equipamento é imerso em água? Justifique suas respostas.
Passo 1
Vamos resumir o que a questão está perguntando. Temos uma figura de interferência de duas fendas e queremos saber o que acontece com a distância entre as franjas quando todo o equipamento é colocado na água. O conteúdo envolvido aqui é a interferência de ondas, especificamente a interferência de duas fendas. Para resolver isso, vamos precisar entender como a velocidade e o comprimento de onda da luz mudam quando ela passa de um meio para outro, como do ar para a água.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a posição das franjas de interferência depende do comprimento de onda da luz no meio onde a interferência ocorre. A fórmula para a distância entre as franjas (Δy) é dada por:
Onde:
-
é o comprimento de onda da luz no meio. -
é a distância entre as fendas e a tela. -
é a distância entre as duas fendas.
Passo 3
Agora, precisamos entender como o comprimento de onda (
) muda quando a luz entra na água. Sabemos que o comprimento de onda no meio (
) é relacionado ao comprimento de onda no vácuo (
) pela relação:
Onde
é o índice de refração do meio. Para a água,
é aproximadamente 1,33.
Passo 4
Substituindo
na fórmula da distância entre as franjas, temos:
Comparando com a distância entre as franjas no ar (
), vemos que:
Passo 5
Como o índice de refração
é maior que 1, isso significa que
é menor que
. Portanto, a distância entre as franjas diminui quando o equipamento é imerso na água.
Resposta
A distância entre as franjas diminui quando todo o equipamento é imerso em água.