PUC-SP 2023 (Parte B) — questão 13 de Física
Enunciado em texto
Uma das aplicações do quartzo é a produção dos cabos de fibra óptica. Segundo dados da Associação Brasileira da Indústria Elétrica e Eletrônica (ABINEE), em 2021, mais de 70% da fibra óptica utilizada no país é importada da China, e apenas 10% são produzidas no Brasil. Uma das principais aplicações do cabo de fibra óptica é o cabo de internet, por ser um material transparente feito de vidro ou polímero, que permite uma flexibilidade maior dos cabos sem quebrar e o transporte do sinal com maior qualidade.
O tipo de cabo apresentado no texto tem a capacidade de transportar a informação com maior qualidade e maior rapidez do que os cabos tradicionais devido ao fenômeno da
(Enunciado: Vestibular PUC-SP 2023 — PUC-SP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUC-SP).
Resolução comentada
O que a questão pede: o fenômeno óptico que faz a luz ficar presa dentro da fibra e viajar por ela.
Passo 1 — como a fibra é feita. A fibra tem um núcleo de vidro (ou polímero) com índice de refração maior, envolto por uma casca com índice menor.
Passo 2 — a reflexão total. Quando a luz, vinda do meio mais refringente (núcleo), atinge a fronteira com o menos refringente (casca) com ângulo de incidência maior que o ângulo limite, ela não consegue sair: é totalmente refletida. Com reflexões sucessivas, a luz percorre a fibra mesmo em curvas, quase sem perdas, e por isso o sinal chega longe e com qualidade. O ângulo limite L é dado por:
⚠️ A armadilha: responder "refração", porque a luz atravessa um material transparente. Se a luz refratasse para fora do núcleo, o sinal se perderia pelas paredes; o que segura a luz dentro é justamente a ausência de refração, ou seja, a reflexão total.
A ideia em uma frase: a fibra óptica é um "cano de luz": a luz vai ricocheteando por reflexão total entre o núcleo e a casca.
Resposta: reflexão total da luz.
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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