Escola Técnica Liceal Salesiana de S.to António – Estoril
Física e Química A - 11 Ficha
17
Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
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Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
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Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
Escola Técnica Liceal Salesiana de S.to António – Estoril
Física e Química A - 11 Ficha
17
Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
Escola Técnica Liceal Salesiana de S.to António – Estoril
Física e Química A - 11 Ficha
17
Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
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Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
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Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
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Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
Escola Técnica Liceal Salesiana de S.to António – Estoril
Física e Química A - 11 Ficha
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Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
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Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
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Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
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Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
Escola Técnica Liceal Salesiana de S.to António – Estoril
Física e Química A - 11 Ficha
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Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
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1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
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1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
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Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
Escola Técnica Liceal Salesiana de S.to António – Estoril
Física e Química A - 11 Ficha
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Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
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17
Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
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Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
Escola Técnica Liceal Salesiana de S.to António – Estoril
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Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
Escola Técnica Liceal Salesiana de S.to António – Estoril
Física e Química A - 11 Ficha
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Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
Escola Técnica Liceal Salesiana de S.to António – Estoril
Física e Química A - 11 Ficha
17
Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
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Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
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Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
Escola Técnica Liceal Salesiana de S.to António – Estoril
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Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo
Escola Técnica Liceal Salesiana de S.to António – Estoril
Física e Química A - 11 Ficha
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Reflexão total e fibras ópticas
1. Os peixes, para poderem apanhar comida, têm um ângulo de visão
limitado a um cone de radiação que os obriga a estimativas muito
grandes quando olham para as suas presas junto ao limite de visão.
Normalmente, o peixe só ataca quando está sob a presa ou quando a
mesma se encontra junto à água.
A partir desse limite não é possível observar o que se passa fora de
água. Esse efeito é muito conhecido dos mergulhadores, que
chamam à região de entrada da luz a "janela de Snell" .
1.1. Com base no texto anterior, explique, por que razão muitos dos sua pesa. peixes
insectívoros se colocam sob a presa antes do ataque, a menos que esta esteja
muito junto à água.
1.2. Indique qual o ângulo com a vertical do peixe que os limites da "janela de Snell" fazem, num lago cuja água
tem um índice de refração de 1,33.
1.3. Tente explicar por que razão a superfície fora da "janela de Snell" aparece escura ou como uma reflexão do
fundo marinho.
2. Para haver reflexão total, é necessário apenas (escolha a opção correcta):
(A) Que a luz incida sobre a superfície de separação entre dois meios com um grande ângulo de incidência.
(B) Que a luz se propague do meio de menor para o meio de maior índice de refracção qualquer que seja o
ângulo de incidência.
(C) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente com um ângulo de
incidência superior a um certo ângulo limite.
(D) Que a luz se propague de um meio mais refringente para um meio menos refringente, produzindo um
ângulo de refracção superior ao ângulo limite.
3. Um raio de luz que incide numa extremidade de X atravessa aos
ziguezagues para a outra extremidade, sem penetrar no material Y, como
representado na figura. Os materiais X e Y são ambos transparentes.
3.1. Como se chama o fenómeno físico que permite a Y propagação do
raio do modo descrito?
3.2. Para que a propagação possa acontecer como é descrito, é necessário que (escolha a opção correcta):
(A) nX < nY
(B) nX = 0
(C) nX = nY
(D) nX > nY
(E) nY = 0
4. Qual é o ângulo crítico de uma fibra de vidro, na superfície de separação entre o material do núcleo, de índice de
refracção 1,48, e o material do revestimento, de índice de refracção 1,40?
5. As fibras ópticas, que constituem um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas
distâncias, são utilizadas em diversas áreas como em medicina ou em sensores, por exemplo na medição da
altura de um salto, em testes de cargas em pontes, entre muitas outras. Uma fibra óptica é um filamento muito
estreito e flexível que, além de uma protecção exterior, é constituída por uma parte central, o núcleo, em vidro
enriquecido em germânio, e por uma parte externa, o revestimento, em vidro puro. A luz ao entrar no núcleo por
uma das extremidades da fibra propaga-se até à outra extremidade devido a sucessivas reflexões totais nas
superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento
5.1. De acordo com o texto seleccione a alternativa correcta.
(A) A tecnologia de uma fibra óptica fundamenta-se em sucessivas reflexões da luz.
(B) Para que haja reflexão total da luz ao longo de uma fibra óptica, o índice de refracção do material do
núcleo, nn, é inferior ao do material do revestimento, nr.
(C) O valor do ângulo crítico, i,, da superfície de separação dos meios ópticos que constituem o núcleo e o
revestimento da fibra óptica pode ser calculado pela expressão
(D) A luz propaga-se numa fibra óptica devido a sucessivas reflexões totais porque os ângulos de incidência
nas superfícies de separação entre o núcleo e o revestimento são inferiores ao ângulo crítico.
5.2. Na figura está representada a trajectória de um
raio LASER que incide na extremidadez de uma
fibra óptica, cujo ângulo crítico da superfície de
separação entre o núcleo e o revestimento tem
o valor de 73,2°.
5.2.1. Seleccione a alternativa que permite escrever uma afirmação correcta. “O índice de refracção do
material do revestimento, nr, da fibra óptica é igual a...
(A) ... 1,48. (B) ... 1,36. (C) ... 1,35. (D) ... 0,68.
5.2.2. Calcule o valor do ângulo e conclua se o raio incidente representado na figura se propaga
completamente ao longo da fibra óptica.
6. Um dos suportes mais eficientes na transmissão de informação a longas distâncias é constituído pelas fibras
ópticas.
6.1. Seleccione a alternativa que completa correctamente a frase seguinte. O princípio de funcionamento das
fibras ópticas baseia-se no fenómeno da…
(A) … refracção da luz.
(B) … reflexão parcial da luz.
(C) … difracção da luz.
(D) … reflexão total da luz.
6.2. Num determinado tipo de fibra óptica, o núcleo tem um índice de refracção de 1,53, e o revestimento
possui um índice de refracção de 1,48. Seleccione a alternativa que permite calcular o ângulo crítico, θc,
para este tipo de fibra óptica.
7. O desenvolvimento das fibras ópticas, na segunda metade do século XX, revolucionou a tecnologia de
transmissão de informação.
7.1. Uma fibra óptica é constituída por um filamento de vidro ou de um material polimérico (núcleo), coberto por
um revestimento de índice de refracção diferente. A luz incide numa extremidade da fibra, segundo um
ângulo adequado, e é guiada ao longo desta, quase sem atenuação, até à outra extremidade. Escreva um
texto no qual faça referência aos seguintes tópicos:
• uma das propriedades do material do núcleo da fibra óptica, que permite que a luz seja guiada no seu
interior, quase sem atenuação;
• o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no interior da fibra óptica;
• as condições em que esse fenómeno ocorre.
7.2. Nas comunicações por fibras ópticas utiliza-se frequentemente luz
laser. A figura representa um feixe de laser, muito fino, que se
propaga no ar e incide na superfície de um vidro. Tendo em conta a
situação descrita, seleccione a alternativa correcta.
(A) O ângulo de incidência é de 30º.
(B) O ângulo de incidência é de 55º.
(C) O ângulo de refracção é de 60º.
(D) O ângulo de refracção é de 35º
8. O ângulo crítico para uma radiação monocromática que se propaga de um líquido para o ar é de 45°.
8.1. Determine o índice de refracção do líquido.
8.2. Calcule a frequência da radiação no ar, sabendo que o seu comprimento de onda ao propagar-se no líquido
é de 580 nm.
9. Na figura está representado um raio LASER que incide numa das
extremidades de uma fibra óptica.
9.1. Verifique se há reflexão total do raio LASER ao incidir na
superfície de separação entre o núcleo e o revestimento.
9.2. Determine o valor do ângulo