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Instituto Militar de Engenharia (IME) 2017

Questão 16 — Física: Óptica — Reflexão Total e Fibras Ópticas

Física Óptica — Reflexão Total e Fibras Ópticas

Instituto Militar de Engenharia (IME) 2017 Médio

Instituto Militar de Engenharia (IME) · Curso de Formação e Graduação — Prova Objetiva de Matemática, Física e Química (1ª fase)

Gabarito disponível

Esquema de fibra óptica: núcleo de índice n₁ entre duas camadas de casca de índice n₂, com ar de índice n₀ à esquerda; raio incidente formando ângulo θa com o eixo, raio refratado para a casca (tracejado) e raio refletido na interface núcleo-casca.

As fibras ópticas funcionam pelo Princípio da Reflexão Total, que ocorre quando os raios de luz que seguem determinados percursos dentro da fibra são totalmente refletidos na interface núcleo-casca, permanecendo no interior do núcleo. Considerando apenas a incidência de raios meridionais e que os raios refratados para a casca são perdidos, e ainda, sabendo que os índices de refração do ar, do núcleo e da casca são dados, respectivamente, por n₀, n₁, e n₂ (n₁ > n₂ > n₀), o ângulo máximo de incidência θa, na interface ar-núcleo, para o qual ocorre a reflexão total no interior da fibra é:

Considerações:
• raios meridionais são aqueles que passam pelo centro do núcleo; e
• todas as opções abaixo correspondem a números reais.
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Gabarito: C

Fonte: Gabarito preliminar: Gabarito da prova objetiva do IME — Vestibular 2017-2018 — página 1