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Questão 22 Fuvest 2025 - 1ª fase

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Questão 22

Ângulo limite

Uma das possíveis tecnologias para a produção de telas sensíveis ao toque aproveita a reflexão interna total da luz. Esse tipo de reflexão ocorre quando um raio luminoso viaja do interior de um meio 1, com índice de refração n1, em direção a um meio 2, com índice de refração n2, formando com a direção perpendicular à interface entre os meios um ângulo θ maior do que um certo valor limite θL , tal que sen sen θL=n2/n1. Quando um objeto (como um dedo) se aproxima da interface entre os meios, a reflexão total não ocorre, o que é captado por sensores, revelando a posição do objeto. Suponha que se deseje projetar uma tela sensível ao toque que, conforme mostra a figura, funcione com uma fonte luminosa 𝐹 fixa na borda. A tabela a seguir indica os índices de refração de alguns materiais candidatos à utilização no meio 1.

Tratando o meio 2 sempre como tendo índice de refração n2=1,0003, o material que permite o maior intervalo de ângulos de incidência que produzem reflexão total é:



a)

Material A.

b)

Material B.

c)

Material C.

d)

Material D.

e)

Material E.

Resolução

Quanto maior o valor do ângulo limite, maior será o intervalo de ângulos que não produzem reflexão total, ou seja, menor será o intervalo dos ângulos que levam à reflexão total. A figura abaixo ilustra essa relação.

Para ter o maior intervalo de ângulos de incidência que produzem reflexão total é necessário que o ângulo limite tenha o menor valor possível. De acordo com o enunciado temos:

senθL=n2n1.

Para que o ângulo, e consequentemente seu seno, pois o ângulo está entre 0 e 90°, tenha o menor valor possível, n1 tem que ter o maior valor possível. Dentre os materiais disponíveis na tabela, o com maior indice de refração seria o material E. Ele deveria ser o escolhido, neste caso.

A alternativa correta é a e.