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Certos tipos de superfícies na natureza podem refletir luz - Enem 2015

Certos tipos de superfícies na natureza podem refletir luz de forma a gerar um efeito de arco-íris. Essa característica é conhecida como iridescência e ocorre por causa do fenômeno da interferência de película fina. A figura ilustra o esquema de uma fina camada iridescente de óleo sobre uma poça d’água. Parte do feixe de luz branca incidente (1) reflete na interface ar/óleo e sofre inversão de fase (2) , o que equivale a uma mudança de meio comprimento de onda. A parte refratada do feixe (3) incide na interface óleo/água e sofre reflexão sem inversão de fase (4). O observador indicado enxergará aquela região do filme com coloração equivalente à do comprimento de onda que sofre interferência completamente construtiva entre os raios (2) e (5) , mas essa condição só é possível para uma espessura mínima da película. Considere que o caminho percorrido em (3) e (4) corresponde ao dobro da espessura E da película de óleo.

Expressa em termos do comprimento de onda (λ), a espessura mínima é igual a

1. λ / 4.

2. λ / 2.

3. 3λ / 4.

4. λ.

5. 2λ.

Solução

Alternativa Correta: A) λ / 4.

Como a reflexão na interface óleo/água ocorreu sem inversão de fase (dado no texto) e a reflexão na interface ar/óleo ocorreu com inversão de fase (também dado no texto), isso implica uma defasagem de π rad entre os raios 2 e 5.
Por outro lado, há uma defasagem por diferença de caminhos entre os raios 2 e 5.
O caminho do raio que penetra no óleo, e sofre reflexão na interface óleo/água, é mais extenso de uma distância 2E.
Para que ocorra interferência construtiva (reforço), a diferença de caminhos deve provocar uma outra defasagem de π rad e, portanto:
2E = λ/2
E = λ/4

Créditos da Resolução: Curso Objetivo

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Recebedor: Wesley Rodrigues

Área do Conhecimento: Ciências da Natureza e suas tecnologias

Ano da Prova: 2015

Nível de Dificuldade da Questão: Difícil

Assuntos: Interferência, Ondas

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