Questão 39 da UFPR 2009

Uma fibra ótica é um fio fino de vidro ou plástico transparente, formado por duas partes: o núcleo, no centro, e a casca, que o envolve. O núcleo tem índice de refração maior que o da casca.

O sinal é um pulso de luz que entra pela ponta da fibra e se propaga dentro do núcleo. Ao chegar à fronteira com a casca, a luz pode ser refratada ou refletida. Isso depende do ângulo de incidência.

A reflexão interna total ocorre quando duas condições são atendidas:

1. a luz vai do meio mais refringente para o menos refringente (aqui, do núcleo para a casca);
2. o ângulo de incidência é maior que o ângulo limite, dado por \sen L = \dfrac{n_{\text{casca}}}{n_{\text{núcleo}}}.

Nessas condições, toda a luz volta para o núcleo e nada passa para a casca. A luz incide de novo na parede oposta e é refletida outra vez, em zigue-zague. Assim, ela percorre quilômetros de cabo praticamente sem perder energia e chega à outra extremidade.

A refração acontece só na entrada e na saída da fibra, e não é ela que mantém a luz confinada. Dispersão, reflexão difusa e absorção são fenômenos que prejudicam o sinal, e não o guiam.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

• AA refração ocorre só na entrada e na saída; o que mantém a luz dentro do núcleo é a reflexão total, sem luz refratada para a casca.
• CDispersão é a separação da luz em cores, efeito que degrada o sinal e não o conduz.
• DReflexão difusa espalha a luz em várias direções, o que impediria guiá-la ao longo da fibra.
• EAbsorção é perda de energia no meio, um problema da fibra e não o mecanismo de propagação.

Assunto: Reflexão total e dispersão da luz.

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