P2 - Física 3 D - Prof Marcelo - Ufrgs

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL - INSTITUTO DE FÍSICA 2ª Avaliação (Área II) — FÍSICA IID (18/10/2019) Turmas A/AA Nome: Flávia Luz Magalhães Cartão: 311645 Questão 1. Um laser de hélio-neon injaorado em 632,8 nm possui uma potência de saída de 30,0 W e um ângulo completo de divergência do feixe igual a 0,17 mrad. a) Qual é a intensidade do feixe a 4,0 m do laser? (0,75ptos) Qual é a potência de uma fonte puntiforme que fornece a mesma intensidade para a mesma distância? (0,75ptos) c) Se o feixe de luz do laser fosse usado para sustentar um cubo em faces totalmente refletoras, qual o peso máximo do cubo para que ele não caísse? (Assuma que o cubo tem arestas maiores que o diâmetro do feixe para uma distância de 4,0m) (0,5ptos) Questão 2. Um feixe de laser colimado passa por duas lentes: primeiro por uma lente divergente (foco f1) e a segunda convergente de distância focal igual a f2. 7,5cm. Como resultado, o feixo colimado de luz é alargado de 2mm para - l1mm) após passa pelas duas lentes mantendo duas colimações. a) Use as informações dadas nas lentes e calcule a distância focal f1 (1ptco) b) Como você alargaria o feixe de uma forma usando apenas lentes convergentes? Desenhe um esquema com os raios de luz e lentes. (1pt) c) considerando que o feixe de luz seja gaussiano, qual é a largura w2 no ponto em que o primeiro feixe colimado (antes das duas lentes) e determinam (de a unidade para determinar com w2) para obtermos o mesmo feixe de 52mm? (0,75ptos) Questão 3. Nos dois itens abaixo, trace os raios e formse as imagens dos dois objetos e complete as informações pedidas (inclusive com os sinais corretos). a) Qual o tipo de Espelho? (0,75ptos) b) Qual o tipo de Lente? (0,35ptos) c) (0,1ptos) d)f = +0 do +/- cm DI m + Real _ _ m leu da a que é essencial na compreensão na compreensão da formação de imagem em espelhos esférico? (0,3ptos) Que lei básica da óptica é essencial na compreensão da formação de imagem em lentes delgadas? (0,3ptos) 2,15 Questão 4. a) Explique a diferença entre uma onda eletromagnética não-polarizada e uma polarizada. (0,75pts) b) Do Laboratório, explique como ocorre a polarização por absorção seletiva da luz dicorismo (0,75pts) p por reflexãao (0,75pts). c) Três placas polarizadas estao superpostas. A primeira e a terceira estão cruzadas, a direção de polarização da placa do meio faz 45° com as direções de polarização das outras duas. Que fração da intensidade de um feixe inicialmente não polarizado é transmitida por este sistema de placas? (0,75pts) 3) a) Espelho côncavo f = +20 cm 1/d + 1/do = 1/f 1/20 = 1/10 1/d' - (-20) do = 10 rs: 2f: 40cm m = -d'/do = +2 Nome > Imagem diretta dico: virtual e mayor leral lei esnencial: lei da reflexão b) Lente convergente f1 = +30 cm 1/d' + 1/do = (n-1)(1/r1 - 1/r2) r2 -30 cm do = +10m 1/d' = 1/30 d = -15cm n=1.5 m = 1,5 do = 1/10 + (1/30) Imagem direita virtual e maior f = +20 cm 4) a) Uma onda eletromagnética não polarizada possui um campo magnetico é oscilando de todos os direção de planos. Uma onda polarizada possui E oscilando apenas uma direção. b) A polarização POI dicorismo ocorre quando se utiliza eletros polarizados que não placais que consta rabo cóalinas act. So incidie sobre um polarizador, a luz não polarizado "sai " polar dal. Isto é, se antes o campo elétrico oscilava em toda 4) b) as as direções, agora, ao passar pelo polarizador, o campo eslitico oscila na mesma direção do plano ades, do polaride 0,96 se a luz que inci inicial já é polarigada, se passa polo polarizado também polarizado fará seu E oscilará mesmo conforme intere direção de polarização de plaza. polarizada transmissão? polarizada polarizada c) I2 = I1 cos^2 45 I2 = I0 cos^2 45 I p = If = 1/Io If = If = I0 45 2e IT2 = IO I I = 2) a) DIVERGENTE CONVERGENTE c l11 Ex = 2mm w; 2 2II w2=11 7.5x10 m-2-1m 2 x107m f=3cm b) W = 2Wf segunda lente 0 Identiidade F exey ondencio L f óbeito lented convergente maior w2 w12 W =2 c)f1=7,5cm f2=? w2=5mm w1=2mm f2-18.75cm C I = P/4 = 8,96 x 10^9 w/m^2 3 W 0,14 x 10^3 rad d = 0,4m Πr^2 d . tan 0,1π v 10^-3 = x 4ΠR^2 R = 0,4 m P_F1= 1,66 x 10^9 W 1,66 GW P_i=A x F_L = 2I.A/c = 3W . 2/c mg = 2P/c m = 2 x 10^-9 kg 2 µkg