(FUVEST - 2001 - 2a fase - Questo 6)Uma pequena es

(FUVEST - 2001 - 2a fase - Questão 6)

Uma pequena esfera de material sólido e transparente é utilizada para produzir, a partir de um pulso de luz laser, vários outros pulsos. A esfera, de raio r = 2,2 cm, é espelhada, exceto em uma pequena região (ponto A). Um pulso de luz, de pequena duração, emitido pelo laser, segue a trajetória R₀, incidindo em A com ângulo de incidência de 70°. Nesse ponto, o pulso é, em parte, refletido, prosseguindo numa trajetória R₁, e, em parte, refratado, prosseguindo numa trajetória R₂ que penetra na esfera com um ângulo de 45° com a normal. Após reflexões sucessivas dentro da esfera, o pulso atinge a região A, sendo em parte, novamente refletido e refratado. E assim sucessivamente. Gera-se, então, uma série de pulsos de luz, com intensidades decrescentes, que saem da esfera por A, na mesma trajetória R₁. Considere sen 70° = 0,94 ; sen 45° = 0,70. Nessas condições,

a) Represente, na figura da folha de respostas, toda a trajetória do pulso de luz dentro da esfera.

b) Determine, em m/s, o valor V da velocidade de propagação da luz no interior da esfera.

c) Determine, em segundos, a separação (temporal) ∆_t, entre dois pulsos sucessivos na trajetória R₁.

 

O índice de refração de um material é igual à razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz nesse material.