Física avançada – circuitos de corrente alternada, diagnóstico por imagem, física quântica

O que mostra

Três temas de física aplicada e moderna são modelados lado a lado. O tema de CA é um circuito RLC em série: a reatância indutiva ωL aumenta e a capacitiva 1/(ωC) diminui com a frequência; em f₀ = 1/(2π√(LC)) elas se anulam, a impedância fica igual a R e a corrente atinge o máximo em fase com a tensão. O tema médico aplica a absorção exponencial dos raios X, I = I₀e^(−μx), e o tempo de eco do ultrassom, t = 2d/v. O tema quântico mostra o efeito fotoelétrico: só há emissão de elétrons se a energia do fóton hc/λ superar a função trabalho do metal.

Como usar

Escolha um tema pelas abas. Em Corrente alternada, arraste sobre o gráfico para mudar a frequência enquanto observa o diagrama fasorial e a curva I–f; depois clique em Ir à frequência de ressonância e altere a Resistência do circuito R para comparar a forma do pico. Em Diagnóstico médico, use Mudar para ultrassom e Mudar para raios X para comparar os dois métodos. Em Física quântica, arraste para mudar o comprimento de onda e clique em Trocar metal para comparar potássio, zinco e prata.

Parâmetros que você pode mudar

• Tema atual 1. Corrente alternada (circuito RLC), 2. A física no diagnóstico médico, 3. Física quântica (efeito fotoelétrico)
• Frequência da CA 10–200 Hz
• Resistência do circuito R 5–200 Ω
• Método de diagnóstico Radiografia (absorção de raios X), Ultrassom (reflexão de ondas sonoras)
• Comprimento de onda da luz incidente no metal 200–700 nm
• Metal do cátodo Potássio (função trabalho 2,25 eV), Zinco (função trabalho 3,55 eV), Prata (função trabalho 4,78 eV)

Perguntas para explorar

1. Na frequência de ressonância, qual é a defasagem entre u e i, e por que a corrente é máxima?
2. Como o aumento de R muda a altura e a agudeza do pico no gráfico I–f?
3. Com luz de 400 nm, quais entre potássio, zinco e prata emitem elétrons, e qual é o comprimento de onda de corte de cada um?