Optica_Geometrica_Lista_Fotonica_1

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ESTO001-13 – Circuitos Elétricos e Fotônica Lista 6 
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Circuitos Elétricos e Fotônica – Lista 6 – Exercícios 
 
Introdução Fotônica, Princípio de Fermat, Reflexão e Refração 
 
 
 
1. Qual seria a velocidade (em km/h) de uma bola de tênis de massa 60g que possuísse a mesma 
energia que um fóton de raios gama cósmicos (f = 10^35 Hz)? 
Re: 169,2km/h. 
 
2. Um fóton de comprimento de onda igual a 1,06 m é combinado com um fóton de comprimento de 
onda igual a 0,85 m para criar um fóton cuja energia é a soma das energias destes dois fótons. 
Determine a energia e o momento do fóton resultante. 
Re: 4,21.10-19 J; 1,40.10-27kg.m/s 
 
3. Um elétron move-se à velocidade de 2,5.105m/s. Determine o comprimento de onda 
equivalente e a energia cinética do elétron (em eV). 
Re: 2,91nm; 0,178eV 
 
4. Três feixes de laser têm comprimentos de onda a=400nm; b=600nm e c=800nm. A 
potência de cada feixe é 1W. Ordene, em sequência decrescente, as energias Ea, Eb e Ec dos 
três feixes. Ordene em sequência decrescente, o número de fótons por segundo Na, Nb e Nc 
emitidos nos três feixes. 
5. Um feixe laser se propaga no ar (n1 = 1) e incide na superfície de uma lâmina de vidro (n2 = 
1,5) de espessura d = 2 cm. O ângulo de incidência  = 35 graus. Calcule o caminho óptico do 
feixe no interior da lâmina. 
Re:  = 3,25 cm 
 
6. Uma fonte pontual emite raios de luz em todas as direções. A fonte está localizada 80cm 
abaixo da superfície de uma piscina com água (n = 4/3). Encontre o diâmetro do círculo na 
superfície da piscina através do qual a luz emerge da água. 
Re: D = 181,4 cm 
 
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7. Um tanque metálico retangular está cheio com um líquido de 
índice de refração desconhecido. Um observador O, com os 
olhos no nível da superfície, consegue enxergar até a 
extremidade E do tanque. O raio de luz que refrata em direção 
ao observador está ilustrado na figura ao lado. Se D = 85,0 cm 
e L = 1,10 m, qual o índice de refração do líquido? 
Re: n = 1,26 
 
 
8. Um raio luz incide perpendicularmente à face ab do 
prisma de vidro (n = 1,52) ao lado. Encontre o maior valor 
possível para o ângulo , tal que o raio sofra reflexão 
interna total (perpendicular) na face ac para: a) o prisma 
imerso em ar; b) o prisma imerso em água (n = 4/3). 
Re: a)  (Max) = 48,9 ; b)  (Max) = 28,7