Durante a instalação de internet em uma associação comunitária, um técnico avaliou como a curvatura de uma…

Questão

Durante a instalação de internet em uma associação comunitária, um técnico avaliou como a curvatura de uma fibra óptica plástica afetava a potência luminosa transmitida. Um laser vermelho de 650 nm forneceu potência de entrada constante de 1,0 mW. Mantendo o mesmo comprimento de fibra e variando apenas o raio da curva, foram obtidos os seguintes valores: Raio da curva (R) — Potência de saída (Pout) 10 cm — 0,95 mW 6 cm — 0,90 mW 3 cm — 0,60 mW 1 cm — 0,20 mW Em uma fibra óptica, a luz é guiada principalmente pela reflexão interna total. Curvas muito fechadas podem alterar as condições dessa reflexão e aumentar a perda de luz transmitida. Com base nos dados do teste, qual orientação deve ser fornecida aos moradores para manter pelo menos 90% da potência óptica de entrada, juntamente com a explicação física adequada para o efeito observado?

1. A) Não estabelecer um raio mínimo, pois a redução da potência observada não está relacionada ao raio da curva.
2. B) Recomendar R ≥ 1 cm, pois a transmissão de luz ainda ocorre mesmo na menor curva registrada.
3. C) Recomendar R ≥ 10 cm, pois apenas o maior raio testado mantém a potência acima de 90% da entrada.
4. D) Recomendar R ≥ 6 cm, pois 0,90 mW corresponde a 90% de 1,0 mW; curvas menores podem reduzir a reflexão interna total e aumentar a perda de luz.
5. E) Recomendar R ≥ 3 cm, pois a potência de 0,60 mW ainda representa pelo menos 90% da potência de entrada.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Calcule 90% da potência de entrada. Como a entrada é 1,0 mW, 90% corresponde a 0,90 mW. Passo 2: Compare esse limite com os dados do teste. Em R = 10 cm a saída é 0,95 mW (acima de 90%); em R = 6 cm a saída é 0,90 mW (exatamente 90%); em R = 3 cm a saída é 0,60 mW (60%); em R = 1 cm a saída é 0,20 mW (20%). Passo 3: Conclua o raio mínimo. Como 6 cm já atinge 90% e raios menores caem abaixo desse valor, a recomendação é R maior ou igual a 6 cm. Passo 4: Explique fisicamente o efeito. A luz se propaga na fibra por reflexão interna total, que só ocorre quando o ângulo de incidência na parede do núcleo supera o ângulo crítico. Ao curvar muito a fibra, os raios passam a incidir na interface com ângulo menor que o crítico, deixam de sofrer reflexão total e parte da luz escapa pela casca, aumentando a perda. Passo 5: Analise as outras alternativas. A está errada, pois a potência cai claramente com o raio, havendo relação direta com a curvatura. B está errada, pois transmitir alguma luz em R = 1 cm não garante 90% da entrada, e a saída medida ali é de apenas 0,20 mW. C está errada, pois 6 cm também mantém 90% e a justificativa de que só o maior raio atinge esse valor é falsa. E está errada, pois 0,60 mW representa 60% da entrada, e não 90%.

💡 Dica: Analise os dados e relacione a perda de potência com o raio de curvatura e reflexão interna total.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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