UECE 2021.1 — questão 40 de Física
Enunciado em texto
O isolamento social ocasionado pela pandemia da Covid-19 fez com que houvesse uma ampliação significativa das atividades profissionais para o formato remoto. Essa situação ocasionou uma demanda por internet de melhor qualidade. Neste contexto, muitos clientes realizaram a migração para a internet transmitida por fibra ótica. A fibra ótica geralmente é composta de sílica () ou plástico, com diâmetro da ordem de micrômetro, cuja função é a transmissão de um sinal, como a luz, por exemplo. A fibra apresenta muitas vantagens, dentre as quais se encontram estabilidade no sinal transmitido, pouca interferência eletromagnética, alta velocidade de transmissão de dados, grande disponibilidade de matéria prima e alta durabilidade. A propagação de um pulso eletromagnético dentro de uma fibra ótica é explicada a partir da
A) polarização.
B) interferência.
C) difração.
D) reflexão total.
(Enunciado: Vestibular UECE 2021.1, 1ª fase — CEV/UECE.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual do Ceará (UECE) e à sua Comissão Executiva do Vestibular (CEV/UECE).
Resolução comentada
O que a questão pede: o fenômeno que mantém a luz presa dentro da fibra, mesmo quando ela faz curvas.
Passo 1 — a estrutura da fibra. A fibra tem um núcleo de vidro (ou plástico) com índice de refração maior, envolto por uma casca de índice um pouco menor.
Passo 2 — a reflexão total. Quando a luz vai de um meio de índice maior para um de índice menor, ela se afasta da normal ao refratar. Se o ângulo de incidência passar do ângulo limite L, não há mais refração: a luz é toda refletida de volta.
Passo 3 — na fibra. A luz entra quase paralela ao eixo e bate nas paredes do núcleo com ângulos grandes, acima de L. Em cada batida ela sofre reflexão total e segue em zigue-zague, sem escapar e quase sem perder energia, por quilômetros.
Por que não as outras: polarização (A) é a direção de vibração do campo elétrico; interferência (B) e difração (C) são efeitos de superposição e de contorno de obstáculos. Nenhum deles explica a luz ficar confinada no núcleo.
⚠️ A armadilha: escolher a (C) pensando que a luz “contorna” as curvas da fibra. Ela não contorna: ela ricocheteia nas paredes, por reflexão total.
A ideia em uma frase: a fibra óptica guia a luz porque, do núcleo (n maior) para a casca (n menor), acima do ângulo limite, toda a luz é refletida.
Resposta: alternativa D (reflexão total).
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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