A extremidade de uma fibra ótica adquire o formato arredondado de uma microlente ao ser aquecida por um laser, acima da temperatura de fusão. A figura abaixo ilustra o formato da microlente para tempos de aquecimento crescentes (t1 < t2 < t3).
Considere as afirmações:
I. O raio de curvatura da microlente aumenta com tempos crescentes de aquecimento.
II. A distância focal da microlente diminui com tempos crescentes de aquecimento.
III. Para os tempos de aquecimento apresentados na figura, a microlente é convergente.
Está correto apenas o que se afirma em
Note e adote:
A luz se propaga no interior da fibra ótica, da esquerda para a direita, paralelamente ao seu eixo. A fibra está imersa no ar e o índice de refração do seu material é 1,5.
a) I.
b) II.
c) III.
d) I e III.
e) II e III.
Resposta: E
a) I.
b) II.
c) III.
d) I e III.
e) II e III.
Resposta: E
Inicialmente, pode-se considerar um feixe de luz cilíndrico que se propaga na fibra com direção paralela ao eixo da fibra óptica. Ao atingir a superfície de separação entre a fibra e o ar, a luz sofre refração, de acordo com o esquema abaixo:
Com o aumento da temperatura, a superfície de separação entre a fibra e o ar se torna mais curva. Sendo assim, o raio de curvatura diminui (R2 < R1). Considerando-se o mesmo feixe de luz cilíndrico apresentado anteriormente, o ângulo de incidência aumenta (i2 > i1), de acordo com o esquema a seguir:
De acordo com os esquemas anteriores, pode-se destacar que:
I. Incorreta. Com o passar do tempo, a face se torna mais curva e o raio de curvatura diminui.
II. Correta. De acordo com a Lei de Snell, um aumento do ângulo de incidência ocasiona um aumento no ângulo de refração:
Sendo assim, r2 > r1 e, consequentemente, a distância focal diminui (f2 < f1).
III. Correta. Como o feixe de luz converge ao sofrer refração, pode-se considerar a microlente um sistema convergente.