Questão de Física — Geral — CESPE / CEBRASPE 2023

Figura I

Figura II

A fibra óptica permite a transmissão de informação em altíssimas taxas e longas distâncias, na forma de uma onda eletromagnética. Conforme a figura I, a fibra é composta por três camadas concêntricas em formato cilíndrico: o núcleo, com índice de refração n₁; a casca, com índice refração n₂; e a capa, que tem finalidade apenas de proteção. A figura II apresenta um corte longitudinal da fibra, de comprimento d, no qual dois raios de luz, i e j, após terem sido injetados na fibra a partir do ambiente externo, se propagam sofrendo refração e reflexão no interior do núcleo da fibra. O índice de refração n₀ = 1,0 e n₁ > n₂ > n₀. O comportamento dos raios de luz na fibra pode ser explicado pelos fenômenos da refração e da reflexão especular, que obedecem à Lei de Snell. Na figura II, o raio j sofre diversas reflexões totais na interface entre o núcleo e a casca da fibra óptica, não havendo refração para a casca, e os raios i e j chegam ao ponto o₂, partindo do mesmo ponto o₁, segundo um ângulo β entre eles, no interior da fibra, e um ângulo α > β, no exterior da fibra, antes de serem nela injetados. Esses dois raios correspondem a duas ondas eletromagnéticas com comprimentos de onda λ_i e λ_j, respectivamente.