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Um experimento para fabricar micro ou nanoestruturas em um
substrato fotossensível pode ser feito expondo-se o material a um
padrão de intensidade luminoso não uniforme produzido pela
interferência de dois feixes coerentes. Considere dois feixes
coerentes de laser em 532 nm, oriundos da mesma fonte, e que
interferem entre si formando um ângulo de 60º. O padrão de
intensidade produzido pela interferência dos dois feixes incide em
um filme fotossensível e produz uma grade de difração de período
espacial Δ. Nesse contexto, o valor de Δ é
(Dado: sen 30° = 0,5)
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Quando um experimento de difração de luz em uma fenda é
montado em laboratório, as posições relativas da fonte de luz, do
obstáculo e do anteparo são importantes na definição do tipo de
abordagem a ser empregada na análise das medidas, por
exemplo, se é mais pertinente utilizar a difração de Fresnel ou a
difração de Fraunhofer. Quando a abordagem da difração de
Fresnel é a mais adequada, significa que os raios que emanam da
fenda
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O oscilador harmônico é de fundamental importância para a física
porque, virtualmente, todo movimento oscilatório com pequena
amplitude de oscilação pode ser analisado na aproximação de
osciladores harmônicos. Do ponto de vista da Física Clássica,
esse problema surge quando se analisa movimentos governados
pela Lei de Hooke com a partícula presa a um potencial
obedecendo a uma função parabólica. A solução clássica é dada
pela combinação linear de funções trigonométricas periódicas.
O problema do oscilador harmônico quântico apresenta uma forma
alternativa de solução desse problema. Essa solução parte da
definição de um operador que permite que se descreva o espectro
de energia e funções de onda associada, sem a necessidade de
resolver a equação de Schödinger. A formulação matemática
desse operador permite, inclusive, que facilmente se estenda para
outros problemas mais complexos. Como é denominado esse
operador?
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Os processos de emissão e absorção da luz por parte da matéria
tornaram-se alavancados com a descoberta de uma lei física que
descreve a radiação por parte de um corpo negro. A partir desse
ponto, vários experimentos foram realizados mostrando um
comportamento, para a luz, distinto daquele conhecido
classicamente. A Física Clássica apresentou-se incapaz de
explicar os efeitos e fenômenos exibidos por tais experimentos,
fazendo-se necessário o uso de uma nova teoria denominada de
Teoria Quântica. Considere a situação hipotética, mostrada na
figura, na qual um gás monoatômico está a uma temperatura
constante (T) suficientemente elevada para que ocorra a emissão
de luz.
Nesse contexto, é correto afirmar que
Nesse contexto, é correto afirmar que
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Laser para entrar em operação tem diversas condições físicas a
serem atendidas. Dentre elas há a especificação do material para
o meio ativo, sendo sólido, líquido ou gasoso. Com base no meio
ativo definem-se as propriedades do desenho da cavidade óptica.
Do ponto de vista do meio ativo, a distribuição espectral da
radiação laser gerada é determinada por dois fatores: pela forma
de linha do meio ativo e pelos modos da cavidade do oscilador.
De uma maneira mais específica, como podem ser exemplificadas
essas duas condições para a oscilação laser?
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Em um experimento de interferência entre dois feixes laser foi
verificado, em um determinado ponto, que a diferença de caminho
entre eles media L. Qual é a expressão que relaciona a diferença
de fase φ com a diferença de caminho L, considerando que o
comprimento de onda do laser é λ?
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O conceito de bandas de energia, desenvolvido em 1928, permite
entender diversas propriedades dos sólidos. A natureza das
bandas de energia determina se um material é um isolante, um
semicondutor ou um condutor. Nos isolantes, no zero absoluto, a
banda de energia mais elevada que está completamente
preenchida de elétrons é a banda da valência. A banda mais
elevada seguinte, chamada de banda de condução, é
completamente vazia, não existem elétrons em seus estados.
A diferença de energia entre essas duas bandas é denominada de
“bandgap” do material isolante. No caso de materiais translúcidos,
como vidro ou cristal, por exemplo, qual a técnica espectroscópica
pode ser utilizada para determinação e estimativa dessa diferença
de energia?
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Em um experimento de medida de transmissão de luz foi utilizado
um fotodetector de silício para medir a intensidade da radiação
que atravessava uma lâmina de vidro. Sabendo que o silício tem
uma banda proibida de 1,2 eV de “gap” de energia, qual o maior
comprimento de onda da radiação transmitida que podia ser
detectado pelo fotodetector?
(Dados: h = 4x10-15 eV.s, c = 300.000 km/s)
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Em uma aula prática, o professor e seus estudantes construíram
um barômetro baseado no experimento realizado por Evangelista
Torricelli, em que uma coluna de mercúrio foi utilizada para medida
da pressão atmosférica. Considerando a pressão atmosférica de
1,0 atm, qual a alternativa que corresponde a essa condição de
pressão em diferentes unidades?
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Dispersão e absorção de radiação eletromagnéticas são duas
qualidades intimamente relacionadas. Um material dispersivo tem
obrigatoriamente a relação entre seu coeficiente de dispersão e o
índice de refração dada pela relação de Kramers-Kronig, por meio
das partes real e imaginária de sua susceptibilidade. Um meio
dielétrico típico tem múltiplos centros de ressonâncias
correspondendo a diferentes vibrações da rede e/ou eletrônicas.
Quando se trata de propagação de pulsos de luz em meios
somente com características dispersiva, quando efeitos ópticos
não lineares são desconsiderados, qual o comportamento
esperado desse pulso do ponto de vista temporal e espectral?
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