Fenda laser: luz que se espalha

Um jogo de simulação educativo. Preveja o padrão que um laser forma ao passar por uma fenda estreita: onde cai a primeira franja escura, a largura da franja clara central, a largura da fenda, o comprimento de onda do laser e a segunda franja escura; depois percorra o anteparo.

DifraçãoLuz

FENDA LASER

Primeira franja escura

Pronto
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Luz do laserMedidor de luzSua previsãoFenda, anteparo e escala
Ondasy = λ·L ÷ a

Tempo

0.00 s

t

Comprimento de onda

— nm

λ

Largura da fenda

— mm

a

Distância ao anteparo

— m

L

Posição do medidor

— mm

y

Preveja antes de começar

Digite sua previsão para preparar tudo. Iniciar fica desativado até haver uma resposta.

Preveja o padrão no anteparo.

Pontuação da missão—

Cada resposta precisa estar dentro de 2 %: cada uma vale 100 pontos. Acertar na primeira rodada dá mais 50. Uma rodada conta assim que começa.

✓ Resposta certa① De primeira

Como jogar Fenda laser

  1. Escolha um teste e leia no cartão o comprimento de onda, a largura da fenda e a distância ao anteparo.
  2. Use y = n·λ·L ÷ a para a n-ésima franja escura, com todos os comprimentos na mesma unidade.
  3. Digite sua previsão e aperte Iniciar. A luz chega ao anteparo e depois o medidor se afasta do centro.
  4. Compare as marcas laranja com as franjas escuras no anteparo e no gráfico.

Difração da luz

A luz também é uma onda, mas seu comprimento de onda é minúsculo: de uns 400 nm para o violeta a 700 nm para o vermelho, menos de um milésimo de milímetro. Por isso a luz só se espalha de forma visível ao passar por uma abertura quase tão estreita, como uma fenda de um décimo de milímetro. Num anteparo distante, uma fenda forma uma franja clara larga no meio, com franjas escuras onde a luz vinda de partes diferentes da fenda se anula, e franjas claras mais fracas entre elas. A n-ésima franja escura fica a y = n·λ·L ÷ a do centro: uma fenda mais estreita ou um comprimento de onda maior espalham mais o padrão. Esse mesmo espalhamento limita a nitidez de um telescópio ou de um microscópio, e permite medir o comprimento de onda da luz só com uma fenda e uma régua. Você pode ver isso olhando uma lâmpada forte pela fresta estreita entre dois dedos.

Um modelo de aprendizagem focado

O anteparo está longe da fenda em comparação com a largura da fenda, e os ângulos são pequenos, então y = n·λ·L ÷ a. O brilho é (sin β ÷ β)² com β = π·a·y ÷ (λ·L); o anteparo mostra a raiz quadrada, mais parecida com o que o olho vê, para que as franjas fracas continuem visíveis. O desenho está fora de escala: o feixe tem metros, o padrão alguns milímetros. Respostas dentro de 2 % estão certas.

Ao trocar de idioma, seu teste, previsão, tentativas e rodada são mantidos.