32 Descreva um modelo mecânico análogo para explicar o fenômeno de polarização por reflexão.
Passo 1
O enunciado pede para descrever um modelo mecânico análogo que ajude a entender como, numa reflexão em uma interface entre dois meios, só uma das componentes de polarização (a paralela ao plano de incidência) é parcialmente refletida, enquanto a outra (perpendicular) quase não é. Vamos precisar dos conceitos de onda transversal em cordas, impedância mecânica (mola+massa) e acoplamento entre corda e rede de molas.
Passo 2
Imagine duas cordas idênticas unidas lado a lado, uma orientada na direção horizontal (corda H) e outra na vertical (corda V). Ambas levam uma onda transversal até uma interface. Atrás dessa interface há um conjunto de molas e massas rigidamente fixo ao solo, mas só conectado à corda H. A corda V fica livre (sem molas acopladas).
Passo 3
Na teoria de ondas em corda, a reflexão ocorre quando há descontinuidade de impedância mecânica. A impedância de uma corda é Z=√(Tρ), mas quando ela é presa a molas, o sistema corda+molas ganha nova impedância efetiva muito diferente daquela da corda livre. Assim, a corda H, ao encontrar o conjunto de molas, vê uma grande diferença de impedância e parte da onda reflete. Já a corda V, sem molas, segue em frente quase sem descontinuidade, portanto não há reflexão.
Passo 4
Então, decompondo uma onda genérica que chega (que em luz seria luz não polarizada) em duas ondas de mesma amplitude — uma em H e outra em V — vemos que, na reflexão, só a componente H “sofre” impedância diferente e gera onda refletida. A componente V é completamente transmitida. Essa é a analogia para a polarização por reflexão: a luz refletida sai polarizada na direção paralela ao plano de incidência.
Passo 5
Resumindo, nosso modelo mecânico análogo é aquele par de cordas ortogonais, mas apenas a corda paralela ao plano de incidência está acoplada a um conjunto de molas (alta impedância), enquanto a perpendicular está livre. Isso explica por que, na reflexão, só a componente paralela ao plano de incidência retorna, gerando luz polarizada.
Resposta
Um par de cordas ortogonais levando ondas transversais até uma interface onde só a corda paralela está acoplada a molas (impedância alta) e a perpendicular fica livre. A descontinuidade de impedância para a corda paralela faz com que ela reflita parte da onda, enquanto a perpendicular é totalmente transmitida. Assim, a onda refletida sai polarizada paralelo ao plano de incidência.