Difracao

*16. (a) Um diafragma circular de 60 cm de diâmetro de uma fonte sonora imersa em água, para detecção submarina, oscila com uma freqüência de 25 kHz. Longe da fonte, a intensidade do som é distribuída como uma configuração de difração de um orifício circular cujo diâmetro é igual ao valor do diâmetro do diafragma.

(a) Considerando a velocidade do som na água igual a 1450 m/s, determine o ângulo entre a normal ao diafragma e a direção do primeiro mínimo.

(b) Repita os cálculos para uma fonte com uma freqüência (audível) de 1,0 kHz.

(Resposta: (a) 6,7°; (b) Como 1,22λ > d, não existe nenhuma resposta para 1,0 kHz.)

17. Um obstáculo circular produz a mesma figura de difração que um orifício circular de mesmo diâmetro (exceto nas vizinhanças de θ = 0). Gotas de água transportadas pelo ar são exemplos de tais obstáculos. Quando observamos a Lua através de gotas de água suspensas, como as de um nevoeiro, interceptamos a figura de difração proveniente de muitas gotas; a composição é uma figura circular brilhante circundando a Lua. Nas vizinhanças da Lua a figura é branca.

(a) Que cor, vermelha ou azul, contorna este halo branco ?

(b) Suponha que o anel externo tenha um diâmetro angular igual a uma vez e meio o diâmetro angular da Lua, que é de 0,50°. Suponha também que gotas de água tenham, mais ou menos, o mesmo diâmetro; qual é, aproximadamente, o valor deste diâmetro ? (Sugestão: faça os gráficos das intensidades relativas em função do ângulo para a luz vermelha e a luz azul.)