Numa praia, a luz é de modo geral parcialmente polarizada devido às reflexões na areia e na água. Numa praia particular, em determinado dia, próximo ao pôr do sol, o componente horizontal do vetor campo elétrico é 2,3 vezes o componente vertical. Um banhista em pé coloca óculos de sol polarizadores; os óculos eliminam o componente horizontal do campo. (a) Que fração da intensidade luminosa recebida antes da colocação dos óculos atinge agora os olhos do banhista? (b) O banhista, ainda usando os óculos, deita se de lado. Que fração da intensidade luminosa recebida antes da colocação dos óculos atinge agora seus olhos? © Calcule a fração da intensidade luminosa se o banhista está agora repousando de lado em uma cadeira reclinada à 45 graus?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre luz polarizada na praia e como os óculos de sol polarizadores afetam a intensidade da luz que chega aos olhos do banhista. A gente precisa usar conceitos de polarização da luz e a relação entre os componentes horizontal e vertical do campo elétrico. Vamos precisar entender como a polarização funciona e como calcular a intensidade da luz após passar pelo polarizador.

Passo 2

Primeiro, vamos entender que a luz que chega à praia tem um componente horizontal do campo elétrico que é 2,3 vezes o componente vertical. Isso significa que o vetor campo elétrico total E = Ehorizontal i + Evertical j = 2,3 Evertical i + Evertical j pode ser representado como:
I propto |E|^2 = Ehorizontal^2 + Evertical^2 = (2,3 Evertical)^2 + (Evertical)^2 = 5,29 Evertical^2 + Evertical^2 = 6,29 Evertical^2
A intensidade da luz está relacionada ao quadrado da amplitude do campo elétrico:
Então, a intensidade total antes dos óculos é proporcional a .

Passo 3

Agora, os óculos polarizadores eliminam o componente horizontal do campo elétrico. Ou seja, apenas o componente vertical passa. Então, a intensidade após os óculos é proporcional a:
Iapós propto Evertical^2 ó

Passo 4

Para encontrar a fração da intensidade que passa pelos óculos, dividimos a intensidade após os óculos pela intensidade total antes:
Fração = IapósItotal = Evertical^26,29 Evertical^2 = 16,29 approx 0,159 ou 15,9% çãó

Passo 5

Então, a fração da intensidade luminosa que atinge os olhos do banhista após usar os óculos polarizadores é de aproximadamente 15,9%.

Resposta

(a) A fração da intensidade luminosa que atinge os olhos do banhista após a colocação dos óculos é de aproximadamente 15,9%.

Exercícios relacionados