Considere os seguintes campos elétricos:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Em cada caso, determinar se é luz linearmente polarizada, circularmente polarizada ou elipticamente polarizada.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Em cada caso, determinar se é luz linearmente polarizada, circularmente polarizada ou elipticamente polarizada.
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos vários campos elétricos representados por vetores e precisamos determinar para cada um deles se a luz está linearmente polarizada, circularmente polarizada ou elipticamente polarizada. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre polarização da luz e como identificar cada tipo com base nas componentes dos campos elétricos.
Passo 2
Primeiro, vamos revisar rapidinho os conceitos básicos de polarização:
-
Polarização Linear: A vibração do campo elétrico ocorre sempre ao longo de uma única direção ou linha. Imagina uma corda sendo balançada para cima e para baixo numa única direção.
-
Polarização Circular: As componentes do campo elétrico têm a mesma amplitude e estão defasadas em 90 graus (π/2 radianos). Isso faz com que o campo elétrico gire em um círculo à medida que a onda se propaga.
-
Polarização Elíptica: É uma generalização da polarização circular. As componentes do campo têm amplitudes diferentes e ou está defasadas por um ângulo que não é exatamente 90 graus. O campo elétrico descreve uma elipse.
Passo 3
Agora, vamos pensar em como identificar cada tipo de polarização usando as expressões dos campos elétricos. A ideia é olhar para as componentes
e
:
- Amplitudes: Verificar se as amplitudes das componentes são iguais ou diferentes.
- Fase: Verificar a diferença de fase entre as componentes. Se for 0 ou π, é linear. Se for π/2 ou -π/2, pode ser circular ou elíptica dependendo das amplitudes.
- Relação entre amplitudes e fase: Se as amplitudes são iguais e a fase é π/2 ou -π/2, temos polarização circular. Se as amplitudes são diferentes ou a fase não é exatamente π/2, é polarização elíptica.
Passo 4
Vamos aplicar esse método para cada caso:
a)
- Amplitudes: As amplitudes de
e são iguais ( ). - Fase: A segunda componente está em seno, ou seja, está defasada em π/2 em relação à primeira que está em cosseno.
- Conclusão: Amplitudes iguais e defasagem de π/2 → Polarização Circular.
b)
- Amplitudes: Amplitudes
e podem ser diferentes. - Fase: A segunda componente tem uma defasagem de π/2.
- Conclusão: Se
e forem diferentes, a polarização será Elíptica. Se forem iguais, pode ser Circular.
c)
- Amplitudes: Ambas as componentes têm a mesma amplitude
. - Fase: A segunda componente tem um sinal negativo, ou seja, defasada em π (180 graus) em relação à primeira.
- Conclusão: Amplitudes iguais e defasagem de π → Polarização Linear.
d)
- Amplitudes: Ambas as componentes têm a mesma amplitude
. - Fase: A segunda componente está defasada em -π/2 (ou 3π/2) em relação à primeira.
- Conclusão: Amplitudes iguais e defasagem de π/2 → Polarização Circular.
e)
- Amplitudes: Ambas as componentes têm a mesma amplitude
. - Fase: A segunda componente está defasada em -π/4 em relação à primeira.
- Conclusão: Amplitudes iguais mas defasagem diferente de π/2 → Polarização Elíptica.
f)
- Amplitudes: As amplitudes
e podem ser diferentes. - Fase: A segunda componente tem uma defasagem de π/8.
- Conclusão: Amplitudes diferentes e defasagem diferente de ��/2 → Polarização Elíptica.
Resposta
a) Circularmente Polarizada
b) Polarização Elíptica (ou Circular se
)
c) Linearmente Polarizada
d) Circularmente Polarizada
e) Polarização Elíptica
f) Polarização Elíptica
Exercícios relacionados
Uma partícula que se move em um movimento curvilíneo bidimensional tem coordenadas em milímetros que variam com o tempo
em segundos de acordo com
e
. Determine as coordenadas centro de curvatura
no tempo
.
Resp: .
Resp:
Uma partícula que se move no plano
tem velocidade no tempo
s dada por
, e em
sua velocidade tornou-se
. Calcule o módulo
da sua aceleração média durante o intervalo de 0,1 s e o ângulo
que ela faz com o eixo
.
Resp: .
Resp:
Suponha uma fonte de luz linearmente polarizada de intensidade
que incide sobre um polarizador ideal. Qual é a intensidade da luz depois de passar pelo polarizador se o mesmo está orientado um ângulo de
,
, e
em relação à direção do eixo de polarização da luz?
Se o mesmo sistema é agora iluminado com um laser de He-Ne com
, qual é a separação entre dois máximos de interferência se os mesmos são observados em uma tela colocada a 10 cm das perfurações?