Qual é a condição de reflexão interna para uma fibra óptica?
Passo 1
O enunciado pergunta qual é a condição para que ocorra reflexão interna total numa fibra óptica. O conteúdo é óptica geométrica, em particular Lei de Snell-Descartes e reflexão interna total no interface entre núcleo (índice
) e revestimento ou cladding (índice
).
Passo 2
Na interface núcleo–cladding a Lei de Snell estabelece
onde
é o ângulo de incidência no núcleo (medido em relação à normal) e
é o ângulo de refração no cladding.
Passo 3
Para ocorrer reflexão interna total não pode haver refração real, isto é, não pode existir
real. Isso só acontece se, ao resolver para
, tivermos
. Da Lei de Snell:
Logo, para
é necessário
Passo 4
Define-se o ângulo crítico
como aquele para o qual
. Assim
A condição de reflexão interna total torna-se
Resposta
A condição é
e o ângulo de incidência
no núcleo deve satisfazer
ou equivalentemente
com
.