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Exercícios sobre fibras ópticas

Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre as fibras ópticas, que funcionam com base no princípio da reflexão total da luz e são muito utilizadas nas telecomunicações.

  • Questão 1

    A respeito das fibras ópticas, marque a opção incorreta:

    a) O índice de refração do núcleo da fibra é maior que o índice da casca.

    b) As informações são transmitidas pela fibra óptica por meio de ondas eletromagnéticas.

    c) Uma desvantagem das fibras ópticas é que elas são menos resistentes que os fios de cobre, também utilizados para transmissão de informações.

    d) As fibras ópticas funcionam baseadas no princípio da reflexão total da luz, e os ângulos de entrada dos raios de luz na fibra são sempre menores que o ângulo limite.

    e) As fibras ópticas possuem aplicações na medicina, telecomunicações, pesquisas espaciais etc.

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  • Questão 2

    A tabela a seguir mostra alguns materiais com diferentes índices de refração:

    Um estudante de Física idealizou a possibilidade de construção de fibras ópticas a partir desses materiais. Assinale a alternativa em que a criação da fibra óptica não daria certo.

    a) Núcleo da fibra: Gelo; Casca da fibra: Quartzo

    b) Núcleo da fibra: Diamante; Casca da fibra: Quartzo

    c) Núcleo da fibra: Rutilo; Casca da fibra: Diamante

    d) Núcleo da fibra: Quartzo; Casca da fibra: Gelo

    e) Núcleo da fibra: Diamante; Casca da fibra: Gelo

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  • Questão 3

    A casca de uma fibra óptica é composta por uma material que possui índice de refração igual a 1,5. Sabendo que o mínimo ângulo de entrada da luz na fibra para que ocorra a reflexão total é 42°, determine o índice de refração aproximado do núcleo da fibra.

    DADO: sen 42° = 0,67 ; cos 42° = 0,74

    a) 1,88

    b) 1,12

    c) 2,00

    d) 2,24

    e) 1,55

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  • Questão 4

    (UECE) As fibras ópticas, de grande uso no diagnóstico em Medicina (exame do interior do estômago e outras cavidades), devem sua importância ao fato de que nelas a luz se propaga sem “escapar” do seu interior, não obstante serem feitas de material transparente. A explicação para o fenômeno reside na ocorrência, no interior das fibras, de:

    a) reflexão total da luz;

    b) dupla refração da luz;

    c) polarização da luz;

    d) difração da luz;

    e) interferência da luz.

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Respostas

  • Resposta Questão 1

    LETRA “D”

    As fibras ópticas funcionam com base no princípio da reflexão total, e os ângulos de entrada dos raios de luz na fibra são sempre MAIORES que o ângulo limite.

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  • Resposta Questão 2

    LETRA “A”

    Para que ocorram as reflexões totais, o núcleo da fibra ótica deve possuir índice de refração maior que o da casca. Como a água possui um índice de refração menor que o quartzo, ela não poderia compor o núcleo da fibra.

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  • Resposta Questão 3

    LETRA “D”

    Sabendo que o núcleo da fibra possui o maior índice de refração, temos que o mínimo ângulo para que haja ocorrência da reflexão total da luz é o ângulo limite. Da definição de ângulo limite, temos:

    sen L = NMENOR ÷ NMAIOR

    sen 42º = 1,5 ÷ NNÚCLEO

    NNÚCLEO = 1,5 ÷ 0,67

    NNÚCLEO ≈ 2,24

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  • Resposta Questão 4

    LETRA “A”

    O fenômeno que possibilita a existência das fibras ópticas é o da reflexão interna total da luz.

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