PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 7 (Física) da 2ª fase do IME 2025

Uma onda de luz plana e monocromática propaga-se no vácuo e incide quase perpendicularmente sobre uma película depositada sobre uma placa de vidro. As ondas refletidas pela película e pelo vidro sofrem interferência completamente destrutiva ao retornarem ao vácuo para três valores de comprimento de onda da luz incidente, sendo dois deles conhecidos.
Dados:
• 1o comprimento de onda no vácuo conhecido para a ocorrência de interferência destrutiva: \lambda_1;
• 2o comprimento de onda no vácuo conhecido para a ocorrência de interferência destrutiva: \lambda_2;
• \lambda_1 > \lambda_2;
• índice de refração da película.: n;
• índice de refração do vidro: n';
• n' > n.
Observações:
• o ângulo de incidência pode não corresponder ao da figura meramente ilustrativa;
• o valor do 3o comprimento de onda no vácuo para a ocorrência de interferência destrutiva está entre \lambda_1 e \lambda_2.
Determine:
a) a espessura h da película, indicada na figura, em função dos dados acima listados;
b) o valor do terceiro comprimento de onda para interferência destrutiva;
c) os valores de comprimento de onda no vácuo para o caso de haver interferência construtiva.
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Resolução comentada
a) Como 1 < n < n', as duas reflexões (ar–película e película–vidro) ocorrem de um meio menos refringente para um mais refringente. Ambas invertem a fase da onda em \pi, então a diferença de fase vem só do caminho extra.
Para incidência quase normal, o raio que passa pela película percorre a mais 2h, o que equivale a um caminho óptico 2nh. Interferência destrutiva ocorre quando
O terceiro comprimento de onda está entre \lambda_1 e \lambda_2. Então os três são destrutivos consecutivos, de ordens m, m+1 e m+2, e \lambda_1 e \lambda_2 diferem em duas ordens:
Isolando h:
h =\dfrac{\lambda_1\lambda_2}{n(\lambda_1-\lambda_2)}
b) O terceiro valor tem ordem intermediária, m+1. Como 1/\lambda é proporcional a 2m+1, o seu inverso é a média dos inversos:
\lambda_3=\dfrac{2\lambda_1\lambda_2}{\lambda_1+\lambda_2}
c) Com as fases de reflexão iguais, a interferência construtiva exige caminho óptico igual a um número inteiro de comprimentos de onda:
Na faixa entre \lambda_1 e \lambda_2, há um máximo entre cada par de mínimos consecutivos. Em termos de 1/\lambda, ele fica no ponto médio entre os dois inversos. Os dois valores são:
\lambda=\dfrac{2nh}{m}=\dfrac{2\lambda_1\lambda_2}{m(\lambda_1-\lambda_2)}, com m inteiro positivo. Entre \lambda_1 e \lambda_2 ficam \dfrac{4\lambda_1\lambda_2}{\lambda_1+3\lambda_2} e \dfrac{4\lambda_1\lambda_2}{3\lambda_1+\lambda_2}.
Assunto: Fenômenos ondulatórios: interferência, difração e polarização.
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Fonte: IME 2ª fase 2025 · Física. Prova oficial ↗