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Instituto Militar de Engenharia (IME) 2020

Questão 17 — Física: Óptica Ondulatória — Experimento de Young

Física Óptica Ondulatória — Experimento de Young

Instituto Militar de Engenharia (IME) 2020 Médio

Instituto Militar de Engenharia (IME) · Concurso de Formação e Graduação

Gabarito disponível

Esquema da experiência de Young: fonte, fenda F0 no anteparo A1, fendas F1 e F2 no anteparo A2 separadas por d (d/2 acima e abaixo do eixo), percursos a e b até o ponto P no anteparo A3, distância y entre P e o ponto central O, distância D entre A2 e A3, curva do padrão de interferência e eixo de simetria.

Na experiência de Thomas Young, também conhecida como experiência da fenda dupla, uma luz é difratada por uma fenda F₀ no anteparo A₁. Em seguida, o feixe de ondas difratado é novamente difratado por outras duas fendas, F₁ e F₂ no anteparo A₂, formando no anteparo A₃ um padrão de interferência constituído por franjas claras (interferência construtiva), alternadas por franjas escuras (interferência destrutiva), conforme mostra a figura. A distância y que separa as franjas (claras ou escuras) do ponto central O, vistas sobre o anteparo A₃, pode ser definida em função da distância D entre os anteparos A₂ e A₃, e da distância d entre as fendas F₁ e F₂. Essa distância é dada pela equação:

y = (n/(2d)) D vˣ fᶻ,

em que: n é o número de ordem da interferência; e f é a frequência da luz que se propaga com velocidade v nos percursos ópticos a e b. Para que a equação seja dimensionalmente correta e para que os raios que partem de F₁ e F₂ atinjam o ponto P, os valores de n, x e z são, respectivamente:
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Gabarito: E

Fonte: Gabarito preliminar: Gabarito definitivo da prova objetiva do IME — 11/10/2020