Lista de Exercícios Resolvidos de Múltiplas Refrações

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Na Fig.33-55 a luz incide, fazendo um ângulo θ 1 = 40,1 ° com a normal, na interface de dois materiais transparentes. Parte da luz atravessa as outras três camadas transparentes e parte é refletida para cima e escapa para o ar.

Se n 1 = 1,30 , n 2 = 1,40 , n 3 = 1,32 , e n 4 = 1,45 , determine o valor:

  1. De θ 5
  2. De θ 4

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Na Fig.33-35 a luz começa no material a , passa por placas feitas de três outros materiais com as interfaces todas paralelas entre si e penetra em outra placa do material a .

A figura mostra o raio incidente e os raios refratados nas diferentes interfaces.

Coloque os materiais na ordem do índice de refração, começando pelo maior.

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Na Fig.33-59 um feixe luminoso que se propaga inicialmente no material 1 é refratado para o material 2 , atravessa esse material e incide com o ângulo crítico na interface dos meios 2 e 3 .

Os índices de refração são n 1 = 1,60 , n 2 = 1,40 e n 3 = 1,20 .

  1. Qual é o valor do ângulo θ ?
  2. Se o valor de θ aumenta, a luz consegue penetrar no meio 3 ?

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Na Fig.33-72 dois raios luminosos que estavam se propagando inicialmente no ar passam por cinco placas de plástico transparente e voltam para o ar. As placas têm interfaces paralelas e espessura desconhecida; os índices de refração são n 1 = 1,7 , n 2 = 1,6 , n 3 = 1,5 , n 4 = 1,4 e n 5 = 1,6 .

O ângulo de incidência do raio b é θ b = 20 ° . Em relação à normal à última interface, determine:

  1. O ângulo de saída do raio a .
  2. O ângulo de saída do raio b .
  3. (Sugestão: Pode ser mais rápido resolver o problema algebricamente.)

    Se em vez de ar houver um vidro com um índice de refração 1,5 à esquerda e à direita das placas, determine o ângulo de saída:

  4. Do raio a .
  5. Do raio b .

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A Fig.33-62 mostra uma fibra ótica simplificada: um núcleo de plástico ( n 1 = 1,58 ) envolvido por um revestimento de plástico com um índice de refração menor ( n 2 = 1,53 ).

Um raio luminoso incide em uma das extremidades da fibra com um ângulo θ . O raio deve sofrer reflexão interna total no ponto A , onde atinge a interface núcleo-revestimento.

(Isso é necessário para que não haja perda de luz cada vez que o raio incide na interface.)

Qual é o maior valor de θ para o qual existe reflexão interna total no ponto A ?

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A figura mostra a trajetória de um raio de luz que passa através de três materiais diferentes:

O que podemos concluir a respeito dos índices de refração desses materiais?

  1. n   1   <   n   2   <   n   3
  2. n   1   >   n   2   >   n   3
  3. n   3   <   n   1   <   n   2
  4. n   2   <   n   1   <   n   3
  5. n   1   <   n   3   <   n   2

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