Questão FC714489
Os fenômenos ópticos, como a reflexão e a refração, estão presentes em diversos aspectos do nosso cotidiano e são fundamentais para o entendimento de como funcionam as fibras óptic
Ótica
VUNESP · 2025
Os fenômenos ópticos, como a reflexão e a refração, estão presentes em diversos aspectos do nosso cotidiano e são fundamentais para o entendimento de como funcionam as fibras ópticas. Elas são amplamente utilizadas em sistemas de comunicação devido à capacidade de transportar sinais de luz codificados por longas distâncias com baixas perdas. Um tipo de fibra óptica, chamada multimodo escalonado, possui um núcleo que tem de 50 a 200 micrômetros de diâmetros, com índice de refração único e coberto por um revestimento externo. Na transmissão do sinal, a luz pode tomar distintos caminhos dentro da fibra. Esse processo é possível graças
- ao núcleo da fibra óptica possuir um índice de refração menor que o revestimento, o que permite a reflexão total interna.
- à capacidade da luz de percorrer o núcleo da fibra óptica sem sofrer refração ou reflexão, garantindo o transporte do sinal.
- à reflexão total interna que ocorre quando a luz atinge a interface entre dois meios e é refletida de volta ao meio de maior índice de refração.
- à capacidade da luz de sofrer refração contínua enquanto atravessa o núcleo da fibra óptica, sendo parcialmente absorvida pelo revestimento.
- à luz emitida pela fibra óptica, que é parcialmente refletida e parcialmente refratada em todas as interfaces, o que garante a transmissão dos dados.
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Gabarito
Certo
Comentário do professor
A alternativa correta aponta para a reflexão total interna, fenômeno que permite que a luz fique confinada no núcleo da fibra óptica. Isso acontece quando um feixe passa de um meio com índice de refração maior para outro com índice menor e o ângulo de incidência é maior que o ângulo crítico.
Matematicamente, pelo lei de Snell, o ângulo crítico satisfaz \( \sin\theta_c=\dfrac{n_2}{n_1}\), com \(n_1\) do núcleo e \(n_2\) do revestimento, e \(n_1>n_2\). Para \(\theta>\theta_c\) a luz é totalmente refletida de volta ao núcleo.
Em fibras multimodo de índice escalonado, o núcleo é homogêneo e o revestimento tem índice menor, portanto os raios percorrem trajetórias distintas mas permanecem guiados por sucessivas reflexões internas. Essa guia por reflexão total interna permite transmitir sinais luminosos por longas distâncias com baixas perdas.
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