Exercícios de Filtros Polarizadores - Lista de Exercícios Resolvida

Suponha que o segundo filtro da Fig. 33-15a seja girado a partir de uma direção de polarização paralela ao (), terminando com a direção de polarização alinhada com o ().

Qual das quatro curvas da Fig. 33-29 representa melhor a intensidade da luz que atravessa o sistema de três filtros em função do ângulo durante essa rotação?

A Fig. 33-30 mostra um feixe luminoso passando por um filtro polarizador cuja direção de polarização é paralela ao . Suponha que o filtro seja girado de no sentido horário, mantendo-se paralelo ao plano .

Com a rotação, a porcentagem da luz que atravessa o filtro aumenta, diminui ou permanece constante:

1. Se a luz incidente for não-polarizada.
2. Se a luz incidente for polarizada paralelamente ao .
3. Se a luz incidente for polarizada paralelamente ao .

Na Fig. 33-45 um feixe de luz não-polarizada passa por um conjunto de três filtros polarizadores. Os ângulos , e das direções de polarização são medidos no sentido anti-horário no sentido positivo do (não estão desenhados em escala).

Os ângulos e são fixos, mas o ângulo pode ser ajustado. A Fig. 33-46 mostra a intensidade da luz que atravessa o conjunto em função de . (A escala do eixo de intensidades não é conhecida.)

Que porcentagem da intensidade inicial da luz é transmitida pelo conjunto para ?

Um feixe de luz não-polarizada de intensidade passa por uma série de filtros polarizadores ideais com suas direções de polarização orientadas em ângulos diferentes, como mostra a figura abaixo:

1. Qual é a intensidade da luz (em termos de ) nos pontos e ?
2. Se removermos o filtro do meio, qual será a intensidade da luz no ponto ?

Um feixe de luz polarizada passa por um conjunto de dois filtros polarizadores.

Em relação à direção de polarização da luz incidente as direções de polarização dos filtros são para o primeiro filtro e para o segundo.

Se da intensidade incidente são transmitidos pelo conjunto, quanto vale ?

Na praia a luz em geral é parcialmente polarizada devido às reflexões na areia e na água. Em uma certa praia, em um certo dia, no final da tarde a componente horizontal do vetor campo elétrico é vezes maior que a componente vertical.

Um banhista fica de pé e coloca óculos polarizadores que eliminam totalmente a componente horizontal do campo elétrico.

1. Que fração da intensidade luminosa total chega aos olhos do banhista?
2. Ainda usando óculos, o banhista se deita de lado na areia. Que fração da intensidade luminosa total chega agora aos olhos do banhista?

Um feixe de luz parcialmente polarizada pode ser considerado uma mistura de luz polarizada e não-polarizada. Suponha que um feixe desse tipo atravesse um filtro polarizador e que o filtro seja girado de enquanto se mantém perpendicular ao feixe.

Se a intensidade da luz transmitida varia por um fator de durante a rotação do filtro, que fração da intensidade da luz incidente está associada à luz polarizada do feixe?

Na Fig. 33-42 um feixe de luz não-polarizada atravessa um conjunto de dois filtros polarizadores. Os ângulos e das direções de polarização dos filtros são medidos no sentido anti-horário a partir do semi-eixo positivo. (os ângulos não estão desenhados em escala na figura).

O ângulo é fixo, mas o ângulo pode ser ajustado. A Fig.33-44 mostra a intensidade da luz que atravessa o sistema em função de . (A escala do eixo de intensidades não é conhecida.)

Que porcentagem da intensidade inicial da luz é transmitida pelo conjunto para ?

Na Fig. 34-43, um feixe de luz inicialmente não-polarizada atravessa três filtros polarizadores cujas direções de polarização fazem ângulos de , e com a direção do .

Que porcentagem da intensidade inicial da luz é transmitida pelo conjunto?

(Sugestão: Preste atenção nos ângulos)

Um feixe de luz não-polarizada atravessa um conjunto de quatro filtros polarizadores orientados de tal forma que o ângulo entre as direções de polarização de filtros vizinhos é .

Que fração da luz incidente é transmitida pelo conjunto?

Queremos fazer a direção de polarização de um feixe de luz polarizada girar de fazendo o feixe passar por um ou mais filtros polarizadores.

1. Qual é o número mínimo de filtros necessário?
2. Qual é o número mínimo de filtros necessário se a intensidade da luz transmitida deve ser mais de da intensidade original?

Um feixe de luz polarizada passa por um filtro polarizador.

Quando o ângulo entre o eixo de polarização do filtro e a direção de polarização da luz é , a intensidade do feixe emergente é .

Se agora você deseja que a intensidade seja , qual deve ser o ângulo (em termos de ) entre o eixo de polarização do filtro e a direção original da polarização da luz?

Um feixe de luz não polarizado de intensidade 40W/m² atravessa dois polarizadores ideias. A intensidade do feixe final, após atravessar os polarizadores, vale 15W/m². Considere que os polarizadores estão em planos paralelos e o feixe incide perpendicularmente nos polarizadores. Qual o ângulo formado pelos eixos de polarização dos polarizadores?

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

(f) Não é possível determinar o ângulo entre os eixos sem ao menos conhecer a direção do eixo de polarização de um deles.

O campo elétrico de uma onda eletromagnética que se propaga no vácuo é dado pela fórmula

Em função dos dados do enunciado e das constantes fundamentais dadas no formulário (substitua os valores, por exemplo use m/s), calcule e responda o que se pede.

(d) Um filtro polarizador é colocado perpendicularmente à direção de propagação da onda, com seu eixo de polarização alinhado com a direção do vetor . Calcule a intensidade da onda eletromagnética apôs passar pelo polarizador.

Considere a luz solar que atravessa a janela de uma casa. Tanto a parte da frente quanto a parte de trás da janela é revestida por películas polarizadoras. A intensidade da radiação solar que chega na janela é . Qual deve ser o ângulo entre os eixos de polarização das películas para que a intensidade da luz solar no interior da casa seja de ?

(a) 45◦.

(b) 30◦.

(c) 60◦.

(d) 90◦.

(e) 0◦.

Obtenha o ângulo entre os eixos característicos de dois polaróides sucessivos para que a luz que saia do segundo possua da intensidade da onda não polarizada que incide sobre o primeiro polaróide.

Um feixe de luz linearmente polarizado com intensidade incide em um filtro polarizador. Observa-se que a intensidade do feixe é reduzida pela metade () após passar pelo polarizador. A relação da amplitude do vetor campo elétrico antes de passar pelo filtro () e a do campo depois de passar pelo polarizador () é dada por

a) .

b) .

c) .

d) .

– Obtenha o ângulo entre os eixos característicos de dois polaróides sucessivos para que a luz que saia do segundo possua da intensidade da onda não polarizada que incide sobre o primeiro polaróide.

– Obtenha o ângulo entre os eixos característicos de dois polaroides sucessivos para que a luz que saia do segundo possua da intensidade da onda não polarizada que incide sobre o primeiro polaróide.

Durante um processo de seleção para um emprego na INSULFILM, é feita a seguinte pergunta para um aluno de engenharia: “Qual deve ser o ângulo formado por dois filmes polarizadores (com eixos de polarização conhecidos) para que uma luz incidente, de intensidade e não polarizada, tenha sua intensidade final, após a passagem pelos dois polarizadores, igual a ”?

6. Nenhuma das anteriores

Um feixe de luz não polarizada de intensidade inicial igual a passa perpendicularmente por lâminas polarizadoras cujos eixos de polarização fazem um ângulo entre si de .

A intensidade após o feixe passar pela lâmina será igual, em , a...?

Um feixe de luz não polarizado de intensidade passa por três polarizadores, cujos eixos de polarização fazem o ângulo de entre si, em sequência.

A intensidade do feixe após passar pelos três polarizadores é dada por

O campo elétrico de uma onda eletromagnética que se propaga no vácuo é dado pela fórmula

Em função dos dados do enunciado e de constantes fundamentais dadas no formulário (folha de capa), calcule e responda o que se pede.

(d) Um filtro polarizador e colocado perpendicularmente à direção de propagação da onda, com seu eixo de polarização alinhado com a direção do eixo x. Calcule a intensidade da onda eletromagnética após passar pelo polarizador. (Dica: escreva o campo elétrico após passar pelo polarizador e determine a intensidade respectiva.)

Uma onda eletromagnética coerente possui frequência , parte do ar e incide quase perpendicularmente em um filete de água, de espessura , conforme a figura. Os índices de refração dos materiais são (ar), (água), (vidro). A espessura do vidro vale e a figura está fora de escala. Determine o MENOR valor não nulo para f para que os feixes em interfiram CONSTRUTIVAMENTE.

a)

b)

c)

d)

e)

Dois polarizadores ideais e são paralelos e colocados em série em uma configuração tal que a luz transmitida pelos dois polarizadores é nula. Se inserimos outro polarizador paralelo aos outros dois e com o eixo formando um ângulo de com o eixo de polarização de , podemos afirmar que a intensidade da luz transmitida pelos três polarizadores será:

1. Nula
2. Igual à intensidade incidente no polarizador .
3. da intensidade incidente no polarizador .
4. da intensidade incidente no polarizador .
5. da intensidade incidente no polarizador .

Um feixe de luz não polarizada de intensidade passa por dois polarizadores cujos eixos de polarização fazem um ângulo de entre si. A intensidade da luz ao passar pelo primeiro e depois pelo segundo polarizador será respectivamente:

5. Nenhuma das anteriores

Uma radiação eletromagnética não polarizada se propaga no vácuo, com o módulo do seu vetor campo elétrico sendo dado por .

Ela incide perpendicularmente sobre um conjunto de duas placas polarizadoras: a primeira placa tem a sua direção de polarização fazendo um ângulo com a direção positiva do eixo OZ, enquanto que na segunda placa , o mesmo ângulo é .

A radiação transmitida através do conjunto de placas incide, então, perpendicularmente sobre uma superfície , que absorve da intensidade, refletindo o restante.

Sabendo que a amplitude inicial do campo elétrico da onda eletromagnética é , determine:

1. a intensidade da onda incidente na superfície ;
2. o módulo da força exercida pela radiação sobre a superfície , considerando que a radiação ilumina uma área de ;
3. as componentes , , e , do vetor campo elétrico da radiação eletromagnética que incide sobre , após atravessar o conjunto de placas polarizadoras;
4. o vetor campo magnético da onda eletromagnética do ítem acima.

Durante um processo de seleção para um emprego na INSULFILM, um aluno de engenharia é perguntado:

“Qual deve ser o ângulo formado por dois filmes polarizadores (com eixos de polarização conhecidos) para que a intensidade final da luz seja reduzida de um fator de 25%, para luz incidente não polarizada?”

Um feixe de luz não polarizado de de intensidade atravessa dois polarizadores, cujos eixos de polarização fazem um ângulo de entre si.

A intensidade do feixe após passar pelos dois polarizadores é dada pelo item: