P1 de Física 4 da UFRJ - 2015.1

Uma fonte puntiforme de luz está emitindo luz dentro de um lago transparente e calmo. Sabendo que a fonte está em repouso a uma profundidade e que o índice de refração da água é , podemos afirmar que a luz que pode ser vista na superfície do lago deve:

1. Estar esparramado em toda a superfície do lago.
2. Estar dentro de um quadrado de lado
3. Estar fora de um círculo de raio
4. Estar fora de um círculo de raio
5. Estar dentro de um círculo de raio
6. Nenhuma das respostas acima.

Duas fontes de luz são vistas à distância . A abertura da pupila do olho do observador tem diâmetro . Se os olhos do observador são perfeitos, a única limitação para a resolução das duas fontes é a difração.

Neste limite, qual será a distância entre as fontes, de modo que ainda consigamos vê-las como entidades separadas?

Considere , de modo que .

Nenhuma das anteriores

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

Cinco ondas eletromagnéticas senoidais de mesma amplitude incidem num detector, cujos campos elétricos, neste ponto, são dados por:

A amplitude do campo elétrico resultante no detector é dada por:

Nenhuma das anteriores

É conhecido que um campo elétrico de uma onda plana eletromagnética propagando-se num meio dielétrico (onde ) é dado por

onde , e .

Obs: As relações e as equações para uma onda eletromagnética num meio dielétrico são as mesmas que para uma onda eletromagnética no vácuo, substituindo apenas nas relações a velocidade da onda eletromagnética no vácuo pela velocidade da onda eletromagnética no meio dielétrico.

Qual é o índice de refração do meio?

Qual é o vetor unitário da direção propagação da onda?

Calcule o vetor campo magnético da onda.

Que tipo de polarização tem esta onda? Justifique a sua resposta.

Determine o vetor de Poynting .

O ângulo de incidência de um feixe de luz numa superfície refletora pode ser continuamente variado. Para certo material, o feixe refletido é completamente polarizado quando o ângulo de incidência é igual a .

O índice de refração deste material é igual a:

Nenhuma das anteriores

Considere um feixe de luz monocromática, com comprimento de onda conhecido, que incide perpendicularmente num conjunto de fendas cuja estrutura queremos descobrir.

Após passar pelas fendas, a luz incide uma placa fotográfica paralela às fendas que registra uma série de traços claros (máximos) e escuros (mínimos) como mostrado na figura abaixo.

Esta figura foi interpretada como tendo uma intensidade relativa dada pela figura seguinte, onde na região entre e foram medidos 17 picos luminosos.

Considere que nos dois pontos referentes a a intensidade relativa é nula e que e que . Simplifique o máximo possível o seu resultado.

Quantas fendas existem no conjunto? Com base nos dados experimentais as fendas são pontuais? Há uma separação entre elas?

Se as fendas não forem pontuais, qual sua largura?

Qual a separação entre as fendas?

Qual a intensidade relativa do terceiro pico (sem contar o pico central) à direita do pico central, sabendo que o pico central tem intensidade máxima igual a ?

Um filme de poliuretano com índice de refração é colocado sobre a superfície plana de um material com índice de refração .

Qual a espessura mínima do filme de poliuretano para que a luz de comprimento de onda de seja predominantemente refletida?

Caso a indústria te informe que não tem maquinário para produzir um filme tão fino, qual seria a próxima espessura que satisfaria o teu propósito?

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Nenhuma das anteriores