Um feixe de luz monocromática com comprimento de onda no vácuo
propaga-se no interior de uma fibra óptica ideal formada por um núcleo de índice de refração
e um revestimento de índice
. A fibra está imersa no ar (
).
a) Determine o ângulo crítico
para que ocorra reflexão interna total na interface núcleorevestimento.
b) Calcule a abertura numérica (NA) da fibra, definida por
, e determine o ângulo máximo de aceitação
no ar, ou seja, o maior ângulo em relação ao eixo da fibra para que a luz seja guiada por RIT.
a) Determine o ângulo crítico
b) Calcule a abertura numérica (NA) da fibra, definida por
Passo 1
O enunciado descreve uma fibra óptica com núcleo de índice de refração
e revestimento de índice
, imersa no ar
. Pede:
– a) o ângulo crítico para que ocorra reflexão interna total na interface núcleo–revestimento;
– b) a abertura numérica
– a) o ângulo crítico
– b) a abertura numérica
e o ângulo máximo de aceitação
no ar.
Passo 2
Para reflexão interna total em uma interface plano–plana, usamos a Lei de Snell e exigimos que o ângulo de refração seja
. Assim, no núcleo,
Logo,
Passo 3
Substituindo
e
,
Passo 4
A abertura numérica é definida por
Calculando,
Passo 5
O ângulo máximo de aceitação
no ar satisfaz
com
. Assim,