Busca de Exercícios - UNICAMP - Óptica Aprenda a usar!

a) Fibras ópticas são fibras feitas com materiais transparentes como o vidro ou plástico, amplamente utilizadas na transmissão de dados. Uma outra aplicação importante das fibras ópticas é no desenvolvimento de sensores. Por exemplo, uma fibra óptica com uma microestrutura periódica no seu núcleo reflete luz em apenas um comprimento de onda (4), sendo que a luz não refletida continua seu caminho. O comprimento de onda refletido é dado por 4, = 2nA, sendo n o índice de refração do núcleo da fibra e A o período da microestrutura. Essa característica é explorada para monitoramento de deformações mecânicas, pois A varia AA, = Ae, . = . . . , . ZLf: B sendo As a variação relativa do comprimento da fibra, e u uma constante característica do sensor. O gráfico no espaço de res- quando a fibra é esticada, produzindo uma variação A4, no comprimento de onda da luz refletida. Observa-se que postas mostra a curva de Ai, em função de As obtida na caracterização de um sensor para o qual n=1,5 e A= 3x10’ m. Encontre a constante característica u desse sensor. Strain-gauges (extensômetros) são sensores muito empregados em engenharia para medir a deformação de estruturas. Usualmente são resistores elétricos, fixados na R-AR | R+AR Va Vo Vp estrutura, que sofrem, com a deformação, variação na sua resistência elétrica. O es- quema da figura ao lado mostra um circuito elétrico com fonte de tensão V, = 24 V e quatro sensores dispostos numa estrutura. Com a deformação, dois deles têm sua resistência elétrica aumentada, passando de R=100 0 para R+ AR, enquanto que os outros dois têm a resistência elétrica re- duzida de R=100 O para R— AR. Antes da deformação (AR =0), AV =V, —-V, =0. Encontre AV após uma deformação que produz uma variação AR = 0,25 O. Resolução (será considerado apenas o que estiver escrito com caneta preta dentro deste espaço). 1500 linha para guia visual 1000 -12 Ak, (10°? m) 500 0 500 1000 1500 2000 Ae (109)

O espelho primário do Telescópio Espacial James Webb é côncavo e tem diâmetro de aproximadamente seis metros — cerca de três vezes o do espelho do Telescópio Espacial Hubble. Isso permite a observação de objetos celestes ainda mais distantes. a) A figura, no espaço de respostas, apresenta um espelho esférico de raio de curvatura R. = 10 m. Um objeto O está posicionado no eixo óptico a uma distância p = 15 m do vértice do espelho, e dois raios incidentes no espelho são assinalados como (1) e (2). Encontre a distância p” da imagem ao vértice do espelho. A imagem é real ou é virtual? É direita ou é invertida? É ampliada ou é reduzida? Em 1929, o astrônomo Edwin Hubble observou que a velocidade v de afastamento de uma galáxia é proporcional à sua distância 2x102 m/s D até a Terra, estabelecendo a chamada lei de Hubble: v = HD, sendo Ho = NO a constante de Hubble. Para a deter- ano-luz minação da velocidade de afastamento, os astrônomos usaram o efeito Doppler, que produz um deslocamento da frequência da obser e f emit Vv . A . =1-—, sendo f respectivamente as frequências c obser luz proveniente das galáxias, de forma que, para v «c, tem-se: emit observada e emitida, e c = 3,0x 10º m/s a velocidade da luz no vácuo. A que distância D fica uma galáxia para a qual certo com- primento de onda da luz observada é 25% maior que o da luz emitida, ou seja, Zobser =1,25? emit