A refletividade do silício para
é
e o coeficiente de absorção é
. Calcule a fração da luz incidente que é abvorvida por uma placa de Si de espessura de
. (Dica: A perda de intensidade por reflexão deve ser considerada no cálculo da intensidade luz que entra no material. Para o cálculo, considerar incidência normal)
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado diz que um feixe de luz de comprimento de onda λ = 633 nm incide normalmente numa lâmina de silício de espessura d = 10 μm. Sabemos que o silício reflete R = 35 % da luz e tem coeficiente de absorção α = 3,8 × 10^5 m^–1.
Conteúdo: óptica de meios absorventes (Lei de Beer–Lambert) e efeito da reflexão na interface.
O que vamos precisar:
Conteúdo: óptica de meios absorventes (Lei de Beer–Lambert) e efeito da reflexão na interface.
O que vamos precisar:
- Calcular a intensidade que realmente entra no Si, tirando a parte refletida ®.
- Aplicar a Lei de Beer–Lambert para ver quanta luz é absorvida no percurso d.
Passo 2
Primeiro, a reflexão. Se R = 0,35 da intensidade incidente I₀ volta, então a intensidade que entra é
Aqui
.
Passo 3
Agora, a Lei de Beer–Lambert diz que, ao atravessar espessura d, a intensidade decai segundo
Onde α é o coeficiente de absorção e d é a espessura.
Passo 4
A fração da luz entrante que é absorvida dentro do Si é
Mas a pergunta quer a fração da luz incidente que é absorvida. Então multiplicamos por
:
Passo 5
Basta colocar os números:
α d = 3{,}8×10^5 m^–1 × 10×10^–6 m = 3{,}8
α d = 3{,}8×10^5 m^–1 × 10×10^–6 m = 3{,}8
Então
Resposta
A fração da luz incidente absorvida pela placa de Si é aproximadamente 0,635 (ou 63,5 %).