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Este documento aborda o conceito de refração de raios de luz ao passar de um meio para outro, com ênfase no ângulo crítico e na reflexão total. Além disso, o texto trata da aplicação destes princípios na fibra ótica, onde se discute a transmissão de sinais através de fibras multimodo e monomodo, além da importância do cone de aceitação.
Tipologia: Resumos
1 / 35
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Não perca as partes importantes!
LISTA DE EXERCÍCIOS –
CAPÍTULO 25
Q25.4,
Q
25
.^10
,^ Q25.12, Q25.13, Q25.14,
Q25.15, Q25.
25.20, 25.21, 25.33, 25.35, 25.42, 25.43, 25. LISTA DE EXERCÍCIOS –
CAPÍTULO 27
Exs.: 2, 3, 5, 8, 10, 13, 14, 15, 18, 19, 23, 25, 26, 29, 32, 37, 43, 48, 51
Amanhã 6ª FEIRA – 15/08 – AULA DE LABORATÓRIO –PARA AS TURMAS
T21 , T22 , T24 e T25 das 14:00H ÀS 17:40H
ar) ao
água da
exemplo,
(por
onde
refração de
índice
com
meio um
para
refração de
índice
com
meio
um de
propagam se
que
Raios
1
2
1 2
n
n
n n
à medida que o ângulo de incidência aumenta, o
ângulo
de
refração
θ
2
aumenta
o
ângulo
de
refração
θ
2
aumenta
até atingir
θ
2 =90º (raio 4).
L
c^
=
θ
(^
)
2
1
2 1
2
1
c^ c
c
θ θ
θ
θ
n
n
<
θ
θ
θ
θ
=
⇒
>
(^
) 2
1
2 1
2
1
para
) 0 . 1 º 90
(
n
n
n n
sen
sen n
sen n
c
c
>
=
=
=
ângulo de incidência
produzindo um ângulo de refração de 90º é
denominado
ângulo crítico
θ
c^
(raio 4 na figura)
A
reflexão interna total
ocorre quando a luz se
propaga de
um
meio
de
alto
índice
de
refração
L
c^
=
θ
(^
)
2
1
2 1
2
1
c^ c
c
θ θ
θ
θ
de
um
meio
de
alto
índice
de
refração
para um meio de índice refração mais baixo com
um
ângulo
de
incidência
superior
a
θc
(RAIO 5).
n
n
<
θ
θ
θ
θ
=
⇒
>
Em uma fibra curva e transparente a luz se propaga através de múltiplas reflexões
Aplicação da reflexão interna total e ângulo crítico: FIBRAS ÓTICAS
2
1
Em um determinado
ângulo (crítico),
o raio refratado propaga-se paralelamente
à interface entre os meios
e a partir deste ângulo ocorre o processo de
reflexão
total
TRANSMISSÃO
θ
θ
θ
θ
=
⇒
>
θ
θ
Uma fibra de vidro (n=1.50) é submersa em água (n=1.33).Qual é o ângulo crítico para a luz permanecer dentro da fibra óptica?
) (^0). 1
) º 90
(
(
:
temos
total
interna
reflexão
uma
Para
⇒
=
=
=
θ
θ
sen
n
sen n
º (^4).
62
(^50). 1
(^33). 1
) (^0). (^1) (
(^33). 1
(^50). 1
=
=
⇒
⋅
=
θ
θ
θ
sen
sen
Capítulo 25 – Questão 7
(3 minutos)
Um feixe de laser atravessando uma solução de açucar não homogênea(aumento da densidade com a profundidade) segue uma trajetória curva.Explique.
Capítulo 25 – Questão 7
(2 minutos)
Um feixe de laser atravessando uma solução de açucar não homogênea(aumento da densidade com a profundidade) segue uma trajetória curva.Explique.
2 1
1 2
1 2
n^ n
v v
=
=
λ λ
1
2
2
n
v
λ
Fibra óptica
multimodo de índice degrau
Fibra óptica
multimodo de índice gradual
Fibra óptica
monomodo de índice degrau
Índice degrau
se refere à
descontinuidade no índice de refração
entre o núcleo e a blindagem (casca)
(se
ocorre
refração
o
sinal
(raio)
se
perde
se
ocorre
reflexão
Tipos de fibras ópticas (se
ocorre
refração
o
sinal
(raio)
se
perde
se
ocorre
reflexão
interna o raio segue sendo transmitido).
Multimodo
se refere ao fato de que a luz, que penetra na fibra em
muitos ângulos, é transmitida…(núcleo de maior diâmetro que o monomodo).
Fibra óptica
multimodo de índice degrau
. Raios de luz penetrando
com uma ampla variedade de ângulos atravessam o núcleo (geometria).
Raios
a^
ângulos
grandes
com
o eixo
demoram
mais para
se
propagar
pelo
comprimento
da
fibra
do
que
os
raios
com
ângulos
pequenos
(problema para transmissão de sinais a largas distâncias).
Fibra óptica
multimodo de índice gradual
índice de refração do
núcleo varia radialmente
, assim os raios de luz que não estão ao longo
do eixo seguem
trajetórias curvas através do núcleo
Reflexões ocorrem antes da interface (borda). Isso reduz o tempo depercurso através da fibra.
Um cone de ângulos, chamado de
cone de aceitação
, existe na entrada
do núcleo da fibra ótica. A luz que penetra em ângulos dentro deste cone
(ângulo maior que
o
ângulo
crítico)
é
transmitida
através
do
núcleo
o
ângulo
crítico)
é
transmitida
através
do
núcleo
A luz que penetra em ângulos fora deste cone
(e portanto menores
que o ângulo crítico)
passa para a blindagem (raios 1 e 2 na figura).
