Questão de Ciências da Natureza e suas Tecnologias #019e5c04
Enunciado da Questão
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
#Ondulatória
Médio
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.
Expressa em termos do comprimento de onda (λ), a espessura mínima é igual a
A
λ/4
Correta
B
λ/2
C
3λ/4
D
λ
E
2λ
Explicação Oficial / Explicações da Comunidade
A resposta correta é λ/4. Na interferência de película fina, para que ocorra interferência construtiva (que gera o efeito de arco-íris), a diferença de caminho óptico entre os raios refletidos deve ser um múltiplo inteiro do comprimento de onda. Considerando que a luz reflete em meios com índices de refração diferentes (ar-óleo e óleo-água), ocorre uma mudança de fase de π radianos (meio comprimento de onda) em uma das reflexões. Para a espessura mínima que produz interferência construtiva, a condição é 2nt=2λ, onde n é o índice de refração do óleo. Assumindo n=1 (aproximação para o ar), temos 2t=2λ, resultando em t=4λ. As demais alternativas correspondem a espessuras que não satisfazem a condição de interferência construtiva para a espessura mínima: λ/2 seria para a segunda ordem, 3λ/4 para a terceira, λ para a quarta, e 2λ para uma ordem ainda maior.