A refletividade do silício para lambda=633 nm é 35 % e o coeficiente de absorção é 3,8 times 10^5 m^-1. Calcule a fração da luz incidente que é abvorvida por uma placa de Si de espessura de 10 mu m. (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:
  1. Calcular a intensidade que realmente entra no Si, tirando a parte refletida ®.
  2. 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
Ient = I0 ,(1 - R),
Aqui .

Passo 3

Agora, a Lei de Beer–Lambert diz que, ao atravessar espessura d, a intensidade decai segundo
I(d) = Ient ,exp(-alpha,d),
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
Ient - I(d)Ient = 1 - e^-alpha d,
Mas a pergunta quer a fração da luz incidente que é absorvida. Então multiplicamos por fabs = (1 - R),l(1 - e^-alpha dr) :

Passo 5

Basta colocar os números:
α d = 3{,}8×10^5 m^–1 × 10×10^–6 m = 3{,}8
e^-3,8 approx 0,0224
Então
fabs = 0,65 times (1 - 0,0224) approx 0,65 times 0,9776 approx 0,6354

Resposta

A fração da luz incidente absorvida pela placa de Si é aproximadamente 0,635 (ou 63,5 %).

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