Interferômetros de Michelson são usados em pesquisas e em instrumentos de alta precisão para comparar caminhos…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Interferômetros de Michelson são usados em pesquisas e em instrumentos de alta precisão para comparar caminhos percorridos por ondas luminosas. Em um desses aparelhos, um feixe é dividido em dois e recombinado; ao deslocar um dos espelhos, o caminho óptico do feixe que o atinge muda duas vezes o deslocamento do espelho, pois a luz percorre esse trecho na ida e na volta. Durante uma calibração com laser, o espelho foi deslocado 1,33 mm e o padrão de interferência registrou a passagem de 2.500 franjas claras pelo ponto de observação. Cada passagem corresponde à mudança do caminho óptico por um comprimento de onda. Com base no princípio de funcionamento descrito, qual é o comprimento de onda do laser utilizado na calibração?
- A) 2,128 micrômetros
- B) 1,064 micrômetros
- C) 0,001064 micrômetros
- D) 0,1064 micrômetros
- E) 0,532 micrômetros
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. O espelho foi deslocado d = 1,33 mm e foram contadas N = 2.500 franjas claras.
- Relacione a mudança do caminho óptico com o deslocamento. O enunciado diz que o caminho óptico muda 2d, porque a luz percorre o trecho na ida e na volta. Assim, a variação do caminho óptico é 2 x 1,33 = 2,66 mm.
- Relacione as franjas ao comprimento de onda. Cada franja clara corresponde à mudança do caminho óptico de exatamente um comprimento de onda λ. Logo, N x λ = 2d.
- Isole λ. λ = 2d / N = 2,66 mm / 2.500 = 0,001064 mm.
- Converta a unidade. Como 1 mm = 1.000 micrômetros, 0,001064 mm = 1,064 micrômetros. Portanto, a alternativa B está correta, o que coincide com o gabarito oficial.
- Verifique as demais alternativas. A (2,128 micrômetros) resulta de multiplicar o fator 2 duas vezes. C (0,001064 micrômetros) mantém o valor em milímetros, mas rotula como micrômetros. D (0,1064 micrômetros) erra a posição da vírgula decimal na divisão ou na conversão. E (0,532 micrômetros) é d/N, ou seja, ignora que o caminho óptico muda duas vezes o deslocamento.
💡 Dica: A variação do caminho é o dobro do deslocamento do espelho; divida-a pelo número de franjas.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente aplicou o fator 2 duas vezes, calculando 4d/N em vez de 2d/N. Assim, tratou a ida e a volta como se contassem em dobro novamente.
O deslocamento do espelho altera o caminho óptico em dobro: 2 × 1,33 mm. Como essa variação corresponde a 2.500 comprimentos de onda, λ = 2 × 1,33 mm / 2.500 = 0,001064 mm, ou 1,064 micrômetros.
O aluno calculou corretamente 0,001064, mas esqueceu que o resultado estava em milímetros e não em micrômetros. Não fez a conversão de unidade.
O aluno errou a posição da vírgula decimal ao dividir 2,66 mm por 2.500 ou ao converter a unidade, obtendo um valor dez vezes menor que o correto.
O aluno usou λ = d/N, ignorando que o caminho óptico muda duas vezes o deslocamento do espelho, por causa da ida e da volta da luz. Esse ponto está explícito no enunciado.
Por que engana: Usar o deslocamento do espelho sem dobrá-lo, ignorando o percurso de ida e volta.
Raio-X da questão
Interferência luminosa e comprimento de onda.
Relacionar franjas d
Conversão entre milímetros e micrômetros. · Comprimento de onda e variação de caminho óptico.
Interferômetro de Michelson e contagem de franjas.
Usar o deslocamento do espelho sem dobrá-lo, ignorando o percurso de ida e volta.
Ciência e tecnologia.
Calibração de interf
Questões parecidas com resolução
- Em uma anotação de laboratório, alunos descrevem a montagem de um experimento simples para medir a espessura de um fio…
- Em um laboratório escolar, estudantes investigam a difração da luz usando um laser vermelho e uma fenda estreita. Ao…
- Em um observatório astronômico brasileiro, pesquisadores planejam usar um interferômetro para distinguir duas estrelas…
- Na seção de ciências de um portal online, o engenheiro Lucas Martins apresentou os princípios da varredura 3D por meio…
- Um grupo de estudantes realizou um experimento para medir a velocidade da luz usando um laser e um espelho. Se a…
- — Da para medir uma distancia no escuro so com um ponto de luz? perguntou um morador, ao ver a Defesa Civil usando um…
🔎 Resolver outra questão
Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog