Questão FC282905
Três discos polarizadores possuem seus centros colineares igualmente espaçados. O primeiro disco, localizado em uma extremidade, possui seu eixo de transmissão perpendicular ao ter
Ótica
IDECAN · 2022
Três discos polarizadores possuem seus centros colineares igualmente espaçados. O primeiro disco, localizado em uma extremidade, possui seu eixo de transmissão perpendicular ao terceiro, localizado na outra extremidade. O disco do meio gira sobre seu eixo com velocidade angular \(ω\) Se uma onda eletromagnética entra por um dos discos das extremidades calcule a intensidade do feixe que emerge do disco da outra extremidade.
- \(I = \frac {1} {16}I_{máx}(1 - cos(4ωt))\)
- \(I = \frac {1} {8}I_{máx}\)
- \(I = \frac {1} {2}I_{máx}(1 - sen(kx - ωt))\)
- \(I = \frac {1} {4}I_{máx}\)
- \(I = I_{máx}(1 + cos(4ωt))\)
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Gabarito
A
Comentário do professor
Após o primeiro polarizador a intensidade é reduzida pela metade: \(I_1=\tfrac{I_{máx}}{2}\).
O disco do meio gira com ângulo \(\theta=\omega t\). Pela Lei de Malus, após ele temos \(I_2=I_1\cos^2\theta=\tfrac{I_{máx}}{2}\cos^2(\omega t)\).
O terceiro polarizador é perpendicular ao primeiro, portanto o ângulo entre o meio e o terceiro é \(90^\circ-\theta\) e \(\cos(90^\circ-\theta)=\sin\theta\). Assim o feixe final é \(I=I_2\sin^2\theta=\tfrac{I_{máx}}{2}\cos^2\theta\sin^2\theta\).
Usando a identidade \(\sin^2(2\theta)=4\sin^2\theta\cos^2\theta\) obtemos \(I=\tfrac{I_{máx}}{8}\sin^2(2\omega t)\). Aplicando \(\sin^2\phi=\tfrac{1-\cos(2\phi)}{2}\) com \(\phi=2\omega t\) resulta
\(I=\dfrac{1}{16}I_{máx}\bigl(1-\cos(4\omega t)\bigr)\).
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