Ano 2023#optica#polarizacao#onda-eletromagnetica#pendulo

Sobre o tema

A polarização da luz é um fenômeno fundamental em óptica, descrevendo a orientação das oscilações do campo elétrico em uma onda eletromagnética. Filtros polarizadores lineares transmitem apenas a componente da luz cujo campo elétrico vibra paralelamente ao seu eixo de transmissão. Quando dois polarizadores são combinados, a intensidade transmitida segue a Lei de Malus: I = I₀ cos²θ, onde θ é o ângulo entre os eixos de polarização. No problema proposto pelo ITA, um polarizador fixo e outro oscilante interagem, gerando um padrão de intensidade variável em uma chapa fotográfica. Entender esse comportamento é essencial para aplicações como displays LCD, fotoelasticidade e astronomia. A questão explora a modulação espacial da luz devido ao movimento angular do polarizador móvel, resultando em um padrão característico de franjas claras e escuras.

Tópicos relacionados

  • Lei de Malus para polarização
  • Polarizadores lineares e eixos de transmissão
  • Interação entre luz polarizada e filtros
  • Modulação de intensidade por polarizadores móveis
  • Padrões de interferência em polarização

Enunciado

Considere um filtro polarizador linear no plano $S$, cuja polarizacao e paralela ao eixo $x$. Uma onda eletromagnetica com polarizacao linear no eixo $z$ propaga-se na direcao do eixo $y$. Um pendulo e colocado na frente do filtro. A ponta do pendulo contem uma pequena placa circular feita de um filtro de polarizacao linear. Quando o pendulo esta em repouso, a polarizacao e paralela ao eixo $x$. O pendulo oscila no plano $S'$, de $-90°$ a $90°$. Uma chapa fotografica capaz de absorver a onda eletromagnetica e colocada atras dos filtros de polarizacao. Despreze efeitos de difracao e interferencia. Considere que os planos $S$ e $S'$ sao paralelos ao plano $xz$. Assinale a alternativa que melhor representa o que vai ser visto na chapa fotografica.

Alternativas

  • A)

    [figura A]

  • B)

    [figura B]

  • C)

    [figura C]

  • D)

    [figura D]

  • E)

    [figura E]

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Perguntas frequentes

O que é a Lei de Malus?

A Lei de Malus afirma que a intensidade transmitida por um analisador (polarizador) é I = I₀ cos²θ, onde I₀ é a intensidade incidente e θ é o ângulo entre o eixo de polarização da luz incidente e o eixo do polarizador.

Como funciona um filtro polarizador linear?

Um filtro polarizador linear permite a passagem apenas da componente da onda eletromagnética cujo campo elétrico oscila paralelamente ao seu eixo de transmissão, bloqueando as demais componentes.

Por que o padrão na chapa fotográfica não é uniforme?

O padrão não é uniforme porque o polarizador móvel oscila, variando continuamente o ângulo entre os eixos dos dois polarizadores. Isso modula a intensidade transmitida conforme a Lei de Malus, gerando regiões claras (θ próximo de 0°) e escuras (θ próximo de 90°).

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