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Física

ITA 2027 Física — Questão 22

Um interferômetro de Fabry–Perot é constituído por dois espelhos paralelos semitransparentes, com refletividade constante RR, separados por uma distância variável dd, entre os quais a luz sofre múltiplas reflexões. A luz transmitida pelo sistema resulta da superposição de várias contribuições sucessivas. O comportamento do interferômetro em incidência normal foi analisado em dois experimentos (I) e (II). No experimento (I), considerado como referência, a cavidade está preenchida por ar e é iluminada por luz monocromática de comprimento de onda no vácuo λ\lambda. O gráfico mostra a transmissão em função de d/λd/\lambda.

Gráfico do experimento (I): transmissão em função de d/λ, de 0 a 3, com picos estreitos de transmissão 1,0 a cada 0,5

No experimento (II), os espelhos permanecem os mesmos, mas a cavidade é totalmente preenchida por um líquido de índice de refração n=32n = \frac{3}{2}, e a luz incidente passa a ter comprimento de onda no vácuo λ′=34λ\lambda' = \frac{3}{4}\lambda. Despreze a absorção e a dispersão e assuma que a refletividade dos espelhos não se altera.

Assinale a alternativa que melhor representa a nova curva de transmissão do experimento (II) no mesmo intervalo do eixo horizontal.

👉 Tente resolver: clique na alternativa e confirme sua resposta.Rascunho de prova: ✕ elimina, ★ marca como provável (no celular, arraste a alternativa para o lado).

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Gabarito oficial do ITA 2027 Física, questão 22: alternativa B

Alternativa B

O que a questão pede

Aqui o ITA quer ver se você escreve a condição de ressonância do Fabry–Perot com o caminho óptico ($2nd$) e o novo comprimento de onda, e lê o resultado no eixo antigo $d/\lambda$.

Por onde começar · passo 1 de 4

Escreva a condição de pico no experimento I

Por que os picos do gráfico (I) estão a cada 0,5 em d/λ?

Em incidência normal, raios sucessivos diferem pela ida e volta, 2nd2nd de caminho óptico. Interferência construtiva de todos: 2nd=mλ2nd = m\lambda. No ar, n=1n = 1: d/λ=m/2d/\lambda = m/2, picos em 0; 0,5; 1; … como no gráfico.

A armadilha

O eixo continua sendo $d/\lambda$, com o $\lambda$ ANTIGO. Quem compensa errado o índice e o novo comprimento de onda, ou acha que a altura dos picos cai, marca A, C, D ou E. Sem absorção, os picos continuam em 1,0.

Quem cai nela marca A, C, D, E.

00,511,522,5300,20,40,60,81d/λ (λ do experimento I)transmissãonovo pico: m = 1pico comum: m = 1 (I), m = 2 (II)
  • experimento I: picos a cada 0,5
  • experimento II: picos a cada 0,25
Função de Airy com a mesma refletividade: no líquido, com λ' = 3λ/4, os picos ficam duas vezes mais próximos e continuam com altura 1.

Na resolução completa vêm os outros 3 passos, o motivo de cada alternativa estar certa ou errada.

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🧭 Explicação detalhada ITA

O que a questão pede

O novo gráfico de transmissão do Fabry–Perot quando a cavidade recebe um líquido (n=3/2n = 3/2) e a luz muda para λ′=3λ/4\lambda' = 3\lambda/4. A pegadinha: o eixo horizontal continua sendo d/λd/\lambda com o λ\lambda antigo.

Antes de começar, revise

  • Condição de máximo do Fabry–Perot
  • Comprimento de onda no meio
  • Altura dos picos

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