Question

A extremidade de uma fibra ótica adquire o formato arredondado de uma microlente ao ser aquecida por um laser, acima da temperatura de fusão. A figura abaixo ilustra o formato da microlente para tempos de aquecimento crescentes (t1 < t2 < t3).

Considere as afirmações:
I. O raio de curvatura da microlente aumenta com tempos crescentes de aquecimento.
II. A distância focal da microlente diminui com tempos crescentes de aquecimento.
III. Para os tempos de aquecimento apresentados na figura, a microlente é convergente.

Está correto apenas o que se afirma em

a) I.
b) II.
c) III.
d) I e III.
e) II e III.

Note e adote: A luz se propaga no interior da fibra ótica, da esquerda para a direita, paralelamente ao seu eixo. A fibra está imersa no ar e o índice de refração do seu material é 1,5.

Answer 1

Sobre as afirmações, podemos constatar que:

I) É falsa, pois devido ao tempo crescente de aquecimento o raio da curvatura da microlente  se reduz. Como R é o raio da curvatura, temos:
Se t₃ > t₂ > t₁ ⇒ R₃ < R₂ < R₁


II) Esta afirmação é verdadeira, porque, de acordo com a Equação de Halley (equação dos fabricantes de lentes) e levando em consideração que a distância focal de uma lente convexa é determinada por:
$\frac{1}{f} = (n - 1) \frac{1}{R}$ ⇒ f = $\frac{R}{n - 1}$

Nesta equação, n é o índice de refração relativo da lente tendo como referência o ar.
Para t₃ > t₂ > t₁, temos R₃ < R₂ < R₁, 
Portanto, temos: f₃ < f₂ < f₁


III) Esta afirmativa também é verdadeira, uma vez que a face convexa da lente tem raio de curvatura positivo. Se R > 0 e n > 0, temos f > 0, caracterizando a atuação convergente da lente.

Desta forma, a letra E é a resposta correta.