Page 746 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

tensidad I del haz transmitido por el analizador se cuales al componente rojo le corresponde la menor
calcula mediante desviación. Compare este espectro con el que se
produce por medio de una red de difracción.
I = I0 eos2 8 (37.9) 37.13. Presente un argumento sólido en favor de la teoría

donde 8 es el ángulo en el cual se coloca el analiza­ ondulatoria de la luz. Contraponga a ese argumento
dor en relación con la posición correspondiente a la buenas razones para considerar que la luz está for­
máxima intensidad transmitida /„. mada por partículas.
37.11. ¿Cuáles de las ondas siguientes pueden ser polari­ 37.14. Suponga que está utilizando una red de difracción con
zadas: (a) los rayos X, (b) las ondas acuosas, (c) las espaciamiento de 3 000 líneas por centímetro. Comen­
ondas sonoras, (d) las ondas de radio? te la utilidad de esa red para examinar (a) la radiación
37.12. Cuando una luz blanca incide en un prisma, se dis­ infraiToja con 3 nm de longitud de onda y (b) la radia­
persa formando un espectro de colores, entre los ción ultravioleta con longitud de onda de 100 nm.

Problemas
*37.8. En el experimento de Young se observa que la se­
Sección 37.2 Experimento de Young: interferencia
37.1. La luz de un láser tiene una longitud de onda de 632 gunda franja oscura aparece a una distancia de 2.5
nm. Dos rayos de esta fuente siguen trayectorias de cm de la franja clara central. Suponga que la separa­
diferente longitud. ¿Cuál es la diferencia mínima ción entre las rendijas es de 60 /xm y que la pantalla
requerida en las trayectorias para provocar (a) una está a 2.0 m de distancia. ¿Cuál es la longitud de
interferencia constructiva y (b) una interferencia onda de la luz incidente?
destructiva? Resp. 632 nm, 316 nm
37.2. Encuentre la diferencia necesaria en la longitud de Sección 37.3 La red de difracción
las trayectorias del problema 37.1 para dar lugar a
los casos inmediatamente subsiguientes de interfe­ 37.9. Una red de difracción que tiene 300 líneas por mi­
rencia constructiva y destructiva. límetro es iluminada con luz cuya longitud de onda
37.3. Dos rendijas paralelas separadas entre sí 0.2 mm es de 589 nm. ¿A qué ángulos se forman las franjas
están iluminadas por luz monocromática. En una claras de primero y segundo orden?
pantalla colocada a 1.0 m de las rendijas, existe una Resp. 10.2°, 20.7°
separación de 2.50 mm entre la primera franja clara 37.10. Una red de difracción tiene 250 000 líneas por me­
y la franja central. ¿Cuál es la longitud de onda de tro. ¿Cuál es la longitud de onda de la luz inciden­
la luz? Resp. 500 nm te si la franja clara de segundo orden se forma a
37.4. La luz monocromática procedente de una llama de 12.6o?
sodio ilumina dos rendijas separadas entre sí por una 37.11. Una lámpara de sodio pequeña emite luz con una
distancia de 1.0 mm. Una pantalla de observación se longitud de onda de 589 nm que ilumina una red
encuentra a 1.0 m de las rendijas y la distancia entre marcada de 6000 líneas por centímetro. Calcule la
la franja clara central y la franja clara más próxima desviación angular de las franjas claras de primero
es de 0.589 mm. ¿Cuál es la frecuencia de la luz? y segundo orden. Resp. 20.7°, 45.0°
37.5. Dos rendijas separadas por una distancia de 0.05 mm 37.12. Un haz de luz paralela ilumina una red de difrac­
están iluminadas con luz verde, cuya longitud de onda ción que tiene 6000 líneas por centímetro. La franja
es 520 nm. Un patrón de difracción se forma en una clara de segundo orden se localiza a 32.0 cm de la
pantalla de observación colocada a 2.0 m de distancia. imagen central en una pantalla colocada a 50 cm de
¿Cuál es la distancia entre el centro de la pantalla y la red. Calcule la longitud de onda de esa luz.
la primera franja clara? ¿Cuál es la distancia hasta la *37.13. El espectro de la luz visible abarca longitudes de
tercera franja oscura? Resp. 2.08 cm, 5.20 cm onda desde 400 hasta 700 nm. Encuentre la ampli­
*37.6. En la situación descrita en el problema 37.5, ¿cuál tud angular del espectro de primer orden producido
es la separación de las dos franjas claras de primer al hacer pasar luz blanca por una red marcada con
orden localizadas a cada lado de la banda central? 20 000 líneas por pulgada. Resp. 15.1°
*37.7. Se realiza el experimento de Young con luz mono­ *37.14. Un espectrómetro infrarrojo utiliza redes de difrac­
cromática de 500 nm de longitud de onda. La sepa­ ción para dispersar luz infrarroja. Una de esas redes
ración de las rendijas es de 1.20 mm y la pantalla está marcada con 240 líneas por milímetro. ¿Cuáles la
está a 5.00 m de distancia. ¿Cuál es la separación máxima longitud de onda que se puede estudiar con
entre las franjas claras? Resp. 2.08 mm esa red?

Capítulo 37 Resumen y repaso 727