Ficha nº6 – Fibra ótica e difração

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⚛️ Física A · 11.º ano📍 Tema 6 · Ondas eletromagnéticas
💡

Ficha nº6

Fibra ótica e difração

⏱ ≈ 60 min de trabalho📝 15 exercícios🟢 5 fáceis🟠 5 médios🔴 5 difíceis📖 Resolução detalhada
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📝 15 exercícios, do mais fácil ao mais difícil

5 fáceis5 médios5 difíceis

Tenta resolver cada exercício antes de abrir a Resolução. Clica nas opções para teres correção automática. Se precisares, revê primeiro o resumo correspondente.

🟢 Nível fácil

1Fácil Uma fibra ótica é constituída por…

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Opção
(B)
✔
Opção (B). Núcleo envolvido por bainha.

2Fácil O núcleo de uma fibra ótica tem…

Ver resolução
Opção
(C)
✔
Opção (C). n₁ > n₂.

3Fácil A luz propaga-se numa fibra ótica por…

Ver resolução
Opção
(D)
✔
Opção (D). Reflexão total na fronteira núcleo–bainha.

4Fácil A difração é…

Ver resolução
Opção
(A)
✔
Opção (A). Definição de difração.

5Fácil A difração é mais apreciável quando a dimensão da fenda é…

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Opção
(B)
✔
Opção (B). a ≈ λ.
🟠 Nível médio

6Médio Numa fibra, o núcleo tem n = 1,50 e a bainha n = 1,46. O ângulo crítico é…

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Opção
(A)
✔
Dados: n₁ = 1,50 · n₂ = 1,46

Pedido: θc.

  1. sen θc = n₂/n₁.sen θc = 1,461,50 = 0,973
  2. Ângulo.θc = 76,7°
✅ θc ≈ 76,7° → opção (A).

7Médio Uma aplicação das fibras óticas é…

Ver resolução
Opção
(B)
✔
Opção (B). Internet, telefone, endoscopia.

8Médio A transparência do núcleo da fibra serve para…

Ver resolução
Opção
(C)
✔
Opção (C). Menos perdas ao longo da fibra.

9Médio O som contorna uma esquina mas a luz não, porque…

Ver resolução
Opção
(D)
✔
Opção (D). λ do som ≈ metros; λ da luz ≈ 10⁻⁷ m.

10Médio Se diminuirmos a largura da fenda, mantendo λ, a difração…

Ver resolução
Opção
(A)
✔
Opção (A). Fenda menor ⇒ maior espalhamento.
🔴 Nível difícil

11Difícil O núcleo de uma fibra tem n = 1,48. A velocidade da luz no núcleo é…

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Opção
(B)
✔
Dados: n = 1,48

Pedido: v.

  1. v = c/n.v = 3,00×10⁸1,48 = 2,03×10⁸ m/s
✅ v ≈ 2,03×10⁸ m/s → opção (B).

12Difícil Um sinal percorre 50 km de fibra com núcleo de n = 1,48. O tempo é…

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Opção
(C)
✔
Dados: d = 5,0×10⁴ m · n = 1,48

Pedido: Δt.

  1. Velocidade.v = 2,03×10⁸ m/s
  2. Tempo.Δt = 5,0×10⁴2,03×10⁸ = 2,5×10⁻⁴ s
✅ Δt ≈ 2,5×10⁻⁴ s → opção (C).

13Difícil Na fibra do exemplo (θc = 76,7°), um raio incide na fronteira com 70°. O que acontece?

Ver resolução
Opção
(D)
✔
Opção (D). 70° < θc: não há reflexão total.

14Difícil Uma rede de difração tem d = 2,0 μm. Para λ = 600 nm, o máximo de 1.ª ordem (m = 1) ocorre a…

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Opção
(A)
✔
Dados: d = 2,0×10⁻⁶ m · λ = 6,0×10⁻⁷ m · m = 1

Pedido: θ.

  1. d sen θ = mλ.sen θ = 1 × 6,0×10⁻⁷2,0×10⁻⁶ = 0,30
  2. Ângulo.θ = 17,5°
✅ θ ≈ 17,5° → opção (A).

15Difícil Para que a luz visível (λ ≈ 5×10⁻⁷ m) sofra difração apreciável, a fenda deve ter largura…

Ver resolução
Opção
(B)
✔
Opção (B). a ≈ λ.

➡️ A seguir

Estás pronto para os exercícios essenciais do tema 6.

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