Respuestas - Capítulo X

Excepto por las preguntas de los apartados de Comprueba tu aprendizaje, sólo se dan las respuestas de los numerales impares

Comprueba tu aprendizaje

10.1 3,63° y 7,27°, respectivamente

10.2 a. 853 nm, 1097 nm; b. 731 nm, 975 nm

10.3 a. demasiado pequeña; b. hasta 8 × 10−5

Preguntas conceptuales

1. No. Dos fuentes de luz independientes no tienen una fase coherente.

3. Porque ambas lámparas de sodio no son pares coherentes de fuentes de luz. Dos láseres que funcionan de forma independiente tampoco son coherentes, por lo que no se producen patrones de interferencia.

5. Las fuentes monocromáticas producen franjas en ángulos de acuerdo con dsenθ = mλ. Con luz blanca, cada longitud de onda constituyente producirá franjas en su propio conjunto de ángulos, combinándose con las franjas de longitudes de onda adyacentes. Esto resulta en patrones de arco iris.

7. Las diferentes longitudes de trayectoria dan como resultado diferentes fases en el destino que resultan en una interferencia constructiva o destructiva en consecuencia. La reflexión puede causar un cambio de fase de 180°, que también afecta la forma en que las ondas interfieren. La refracción en otro medio cambia la longitud de onda dentro de ese medio, de modo que una onda puede emerger del medio con una fase diferente en comparación con otra onda que viajó a la misma distancia en un medio diferente.

9. Los cambios de fase se producen al reflejar la parte superior de la cubierta de vidrio y la parte superior del portaobjetos de vidrio solamente.

11. La superficie del jamón que está húmeda significa que hay una capa delgada de líquido, lo que resulta en una interferencia de película delgada. Debido a que el grosor exacto de la película varía a lo largo de la pieza de jamón, que se ilumina con luz blanca, las diferentes longitudes de onda producen franjas brillantes en diferentes ubicaciones, lo que da como resultado colores de arco iris.

13. Otras longitudes de onda generalmente no satisfacen t = λ/n/4 para el mismo valor de t, por lo que las reflexiones resultarán en una interferencia completamente destructiva. Para un ángulo de incidencia θ, la longitud de la trayectoria dentro del recubrimiento aumentará en un factor 1/cosθ, de modo que la nueva condición para la interferencia destructiva se convierta en tcosθ = λ/n/4.

15. En un brazo, coloqca una cámara transparente para llenar con el gas. Ver Ejemplo 10.6.

Problemas

17. 0.997°

19. 0.290 μm

21. 5.77 × 10−7m = 577 nm

23. 62.5; como m debe ser un número entero, el orden más alto es m = 62.

25. 1.44 μm

27. a. 20.3°; b. 4,98°; c. 5.76, el orden más alto es m = 5.

29. a. 2,37 cm; b. 1,78 cm

31. 560 nm

33. 1.2 mm

35. a. 0.40°, 0.53°; b. 4.6 × 10−3 m

37. 1: 9

39. 532 nm (verde)

41. 8.39 × 10−8m = 83.9 nm

43. 620 nm (naranja)

45. 380 nm

47. a. Suponiendo que n para el plano es mayor que 1.20, entonces hay dos cambios de fase: 0.833 cm. b. Es demasiado grueso, y el avión sería demasiado pesado. c. No es razonable pensar que la capa de material podría tener cualquier grosor cuando se utiliza en un avión real.

49. 4.55 × 10−4 m

51. D = 2.53 × 10−6 m

Problemas Adicionales

53. 0.29° y 0.86°

55. a. 4,26 cm; b. 2,84 cm

57. 6

59. 0.20 m

61. 0.0839 mm

63. a. 9.8, 10.4, 11.7 y 15.7 cm; b. 3.9 cm

65. 0.0575°

67. 700 nm

69. 189 nm

71. a. verde (504 nm); b. magenta (blanco menos verde)

73. 1.29

75. 52.7 μm y 53.0 μm

77. 160 nm

79. 413 nm y 689 nm

81. 73.9 μm

83. 47

85. 8.5 μm

87. 0.013 °C

Problemas de Desafío

89. Las franjas brillantes y oscuras cambian de lugar.br>
91. La longitud de la trayectoria debe ser menor que un cuarto de la longitud de onda visible más corta en el petróleo. El grosor del aceite es la mitad de la longitud de la trayectoria, por lo que debe ser menor que un octavo de la longitud de onda visible más corta en el aceite. Si tomamos 380 nm para ser la longitud de onda visible más corta en el aire, 33.9 nm.

93. 4.42 × 10−5 m

95. para un cambio de fase: 950 nm (infrarrojo); para cambios trifásicos: 317 nm (ultravioleta); Por lo tanto, la película de aceite aparecerá en negro, ya que la luz reflejada no se encuentra en la parte visible del espectro.