Física II ⇒ Óptica- Refração da Luz-Questão UPE Tópico resolvido

[aestudante]

Em 1968, o físico russo Victor Veselago chamou a atenção para o fato de que nenhum princípio fundamental proíbe a existência de materiais com índice de refração negativo. (...) O fenômeno mais interessante previsto por Veselago aconteceria na interface entre um meio com índice de refração negativo e outro com índice positivo. Um raio de luz que incidisse sobre a fronteira entre os dois meios seria refratado para o lado “errado” da linha normal. Usando a lei de Snell, ao invés de cruzar essa linha, como ocorre quando ambos os meios têm índices de refração positivos, o raio permaneceria sempre do mesmo lado da normal.
Considere uma radiação monocromática que se propaga de um meio com índice de refração positivo, n1 = 1,0, para um meio com índice de refração negativo, n2 = -(3) -1/2 , de espessura igual a h = 1,0 mm. Se o raio incidente forma um ângulo θ = 30°, segundo ilustra a figura, determine a coordenada x do ponto de onde o feixe emerge do meio 2.


a)-1,7
b)-0,5
c)0,0
d)0,5
e)1,7

Resposta

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RESPOSTA LETRA E

[Planck]

Olá aestudante,

No enunciado original, temos que [tex3]n_2 = - (3)^{-\frac{1}{2}}[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]n_2 = - (3)^{-\frac{1}{2}}[/tex3]

. Dito isso, podemos aplicar a Lei de Snell:

[tex3]\sen 30º \cdot \text{n}_1 = \sen \theta \cdot \text{n}_2 \, \, \implies \, \, \frac{1}{2} = \sen \theta \cdot -\frac{1}{\sqrt3} \, \, \implies \, \, \sen \theta = - \frac{\sqrt 3}{2} \, \, \implies \, \, \theta = -60º[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\sen 30º \cdot \text{n}_1 = \sen \theta \cdot \text{n}_2 \, \, \implies \, \, \frac{1}{2} = \sen \theta \cdot -\frac{1}{\sqrt3} \, \, \implies \, \, \sen \theta = - \frac{\sqrt 3}{2} \, \, \implies \, \, \theta = -60º[/tex3]

Portanto, para calcular o ponto [tex3]x[/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]x[/tex3]

onde o raio vai emergir, podemos utilizar a tangente:

[tex3]\tg 60º = \frac{x}{\text{h}} \, \, \implies \, \, x = \text {h} \cdot \sqrt 3\, \, \iff \, \, {\color{forestgreen} \boxed{_{_{{⠀}_{⠀}}} {x = 1,7}^{{⠀}^{⠀}} }} [/tex3]

Código: Selecionar tudoSHIFT+Click na eq = ZOOM

[tex3]\tg 60º = \frac{x}{\text{h}} \, \, \implies \, \, x = \text {h} \cdot \sqrt 3\, \, \iff \, \, {\color{forestgreen} \boxed{_{_{{⠀}_{⠀}}} {x = 1,7}^{{⠀}^{⠀}} }} [/tex3]