QUESTÃO №. 2
VALOR: 1,5 pontos |NOTA:
O ângulo crítico para que haja reflexão interna total na interface diamante-ar é . No caso de um raio luminoso incidir na interface diamante-ar fazendo um ângulo q com a normal, haverá reflexão interna total, se
A) o meio do raio incidente for o ar e .
B) o meio do raio incidente for o ar e .
C) o meio do raio incidente for o ar e .
D) o meio do raio incidente for o diamante e .
(D) o meio do raio incidente for o diamante e .

Passo 1

O enunciado dá o ângulo crítico ,25^circ para a interface diamante–ar e pergunta em que situação haverá reflexão interna total (RIT) quando um raio incide fazendo um ângulo q com a normal. O conteúdo é RIT e usaremos a definição via Lei de Snell para identificar o meio de incidência e a condição sobre q.

Passo 2

A reflexão interna total só ocorre se o raio estiver indo de um meio mais refringente ( n1) para um meio menos refringente ( n2) e o ângulo de incidência theta exceder o ângulo crítico thetac. Pela Lei de Snell:
n1sinthetac = n2sin90^circ = n2implies sinthetac = n2n1
Para RIT, precisamos de n1>n2 e theta>thetac.

Passo 3

Nosso par de meios é diamante e ar. O índice do diamante ( nrm diamapprox2,42) é maior que o do ar ( nrm arapprox1), logo o diamante é o meio mais refringente. Assim, para haver RIT o raio deve incidir do diamante em direção ao ar.

Passo 4

Como o ângulo crítico vale thetac=25^circ, a condição para reflexão interna total é
q>thetacLongrightarrow q>25^circ

Resposta

(D)

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