A óptica geométrica pode ser interpretada como um limite da óptica ondulatória quando
Aa coerência é máxima.
Bo comprimento de onda é comparável às dimensões do sistema.
Co índice de refração tende a zero.
Do comprimento de onda é muito menor que as dimensões características do sistema.
Ea luz é polarizada.
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GabaritoD — o comprimento de onda é muito menor que as dimensões características do sistema.
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Limite da óptica ondulatória para a óptica geométrica
Gabarito: letra D. A óptica geométrica é uma aproximação válida quando o comprimento de onda da luz é muito menor que as dimensões características do sistema (objetos, aberturas, obstáculos). Nessa condição, os efeitos de difração e interferência são desprezíveis, permitindo tratar a luz como raios.
Essa relação é fundamental: a óptica ondulatória (onde a luz é uma onda) reduz-se à óptica geométrica (raios) no limite de comprimentos de onda muito pequenos comparados às escalas do problema.
Alternativa A — ❌ Incorreta
A coerência máxima (luz laser, por exemplo) não é o limite para a óptica geométrica. A óptica geométrica funciona mesmo com luz incoerente, desde que o comprimento de onda seja pequeno.
Alternativa B — ❌ Incorreta
Quando o comprimento de onda é comparável às dimensões, a óptica ondulatória é indispensável — ocorrem difração e interferência. É justamente o oposto do limite da óptica geométrica.
Alternativa C — ❌ Incorreta
Índice de refração tendendo a zero não é um limite realista para a óptica geométrica. Na prática, materiais com índice de refração menor que 1 não existem para luz visível; além disso, isso não define a transição entre as duas ópticas.
Alternativa D — ✅ Correta ⟵ GABARITO
A óptica geométrica é um caso particular da ondulatória quando o comprimento de onda () é muito menor que as dimensões típicas do sistema. Nessas condições, as frentes de onda podem ser consideradas aproximadamente retilíneas e os raios de luz são bem definidos.
Alternativa E — ❌ Incorreta
Polarização é um fenômeno ondulatório (orientação da vibração do campo elétrico). O limite da óptica geométrica independe da polarização; pode-se usar raios mesmo com luz polarizada.
NÃO CAIA NESSA!
A banca troca a condição correta (comprimento de onda muito menor) pela condição inversa (comparável). Muitos alunos gravam que óptica ondulatória trata de ondas e óptica geométrica de raios, mas invertem o limite. Lembre-se: quanto menor o comprimento de onda em relação ao sistema, mais a luz se comporta como raio.