FisicaNET - PROF. ALBERTO RICARDO PRASS

POLARIZAÇÃO DA LUZ

A polarização da luz é o fenômeno pelo qual as vibrações da onda luminosa passam a ocorrer em apenas uma direção preferencial.

A luz emitida pela maioria das fontes é chamada de luz natural, pois suas vibrações ocorrem em infinitas direções perpendiculares ao sentido de propagação.

Quando essa luz atravessa um polarizador, apenas uma direção de vibração é transmitida, originando a luz polarizada linearmente.

A polarização constitui uma importante evidência experimental de que a luz é uma onda transversal, já que ondas longitudinais, como o som, não podem ser polarizadas.

CONCEITOS, FÓRMULAS E APLICAÇÕES

Conceitos fundamentais

Principais fórmulas

\[ \begin{aligned} I &= \frac{I_0}{2} \end{aligned} \]

Após atravessar um polarizador ideal, a intensidade da luz natural reduz-se à metade.

\[ \begin{aligned} I &= I_0\cos^2\theta \end{aligned} \]

Lei de Malus, em que:

Situação Intensidade transmitida
Luz natural → polarizador \(I_0/2\)
Polarizadores paralelos \(I_0\)
Polarizadores a 45° \(I_0/2\)
Polarizadores cruzados (90°) 0

Aplicações

Dicas para vestibulares


Questão UFRGS/266

Analise cada uma das afirmações relacionadas com fenômenos ondulatórios e indique se são verdadeiras (V) ou falsas (F).

( ) No vácuo, todas as ondas eletromagnéticas têm o mesmo comprimento de onda.
( ) Uma onda eletromagnética que se propaga em diferentes meios mantém constante a sua velocidade.
( ) A luz do Sol é polarizável.

Quais são, respectivamente, as indicações corretas?

(A) V - V - F
(B) V - F - V
(C) F - V - F
(D) F - V - V
(E) F - F - V


Questão UFRGS/268

Ondas eletromagnéticas

(A) de mesmo comprimento de onda não podem apresentar o fenômeno de interferência.
(B) podem propagar-se no vácuo.
(C) apresentam um campo elétrico variável paralelo à sua direção de propagação.
(D) de diversos tipos apresentam a mesma frequência no vácuo.
(E) não são polarizáveis.


Questão UFRGS/351

Associe cada descrição (coluna da direita) com o nome pelo qual o fenômeno é conhecido (coluna da esquerda).

Coluna da esquerda

1. Difração
2. Dispersão
3. Polarização

Coluna da direita

( ) Luz monocromática que passa por uma pequena fenda, propaga-se em muitas direções e forma uma figura de intensidade luminosa variável.

( ) Quando um feixe de luz incide na superfície de uma lâmina de vidro plana e lisa, para um determinado ângulo de incidência a parte da luz que é refletida se propaga com o campo elétrico dessa radiação oscilando em uma única direção.

(A) 1 - 2
(B) 1 - 3
(C) 2 - 1
(D) 2 - 3
(E) 3 - 2


Questão UFRGS/352

Associe aos exemplos de ondas (coluna da direita) a propriedade correspondente (coluna da esquerda).

1. É polarizável
2. Não é polarizável

( ) onda sonora estacionária
( ) microonda
( ) luz do Sol

A sequência de números que estabelece as associações corretas na coluna da direita, quando lida de cima para baixo, é

(A) 1 - 1 - 2
(B) 1 - 2 - 2
(C) 1 - 2 - 1
(D) 2 - 2 - 1
(E) 2 - 1 - 1


Questão UFRGS/353

Em um experimento com um feixe de luz vermelha não polarizada que incide na superfície de uma lâmina de vidro plana e lisa, parte da luz é refletida, e a restante é refratada quando entra no vidro. Analisando a luz refletida e refratada pelo vidro, um estudante fez as seguintes afirmações:

I – O grau de polarização linear (ou plana) da luz refletida depende do ângulo de incidência da luz.
II – Há um ângulo de incidência para o qual a luz refletida é completamente planopolarizada.
III – Há um ângulo de incidência para o qual a luz refratada é completamente planopolarizada.

Quais estão corretas?

(A) Apenas I
(B) Apenas III
(C) Apenas I e II
(D) Apenas II e III
(E) I, II e III


Questão UFRGS/354

Analise cada uma das afirmações relacionadas com o fenômeno de polarização, indicando se é verdadeira (V) ou falsa (F).

( ) Ondas eletromagnéticas podem ser polarizadas.
( ) Quando ocorre o fenômeno físico conhecido como eco, as ondas refletidas estão polarizadas.
( ) O grau de polarização linear (ou plana) da luz refletida na superfície de uma lâmina de vidro plana e lisa depende do ângulo de incidência da luz.

Quais são, respectivamente, as indicações corretas?

(A) F - F - V
(B) F - V - F
(C) F - F - V
(D) V - F - F
(E) V - F - V


Questão UFRGS/355

Luz não polarizada incide perpendicularmente sobre um polarizador cuja direção é paralela à do analisador, conforme representa a figura. Nesse caso, a intensidade da luz linearmente polarizada à direita do analisador é máxima.

luz não polarizada polarizador analisador

A partir dessa situação, uma das possibilidades de se obter uma intensidade mínima de luz à direita do analisador é girar, em torno da direção de propagação da luz,

(A) apenas o analisador de 180°.
(B) apenas o polarizador de 45°.
(C) o polarizador de 45° no sentido horário e o analisador de 45° no sentido anti-horário.
(D) o polarizador de 90° no sentido horário e o analisador de 90° no sentido anti-horário.
(E) o polarizador de 180° no sentido horário e o analisador de 180° no sentido anti-horário.


Questão UFRGS 2015/22

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.

A luz é uma onda eletromagnética formada por campos elétricos e magnéticos que variam no tempo e no espaço e que, no vácuo, são ........ entre si. Em um feixe de luz polarizada, a direção da polarização é definida como a direção ........ da onda.

(A) paralelos – do campo elétrico
(B) paralelos – do campo magnético
(C) perpendiculares – de propagação
(D) perpendiculares – do campo elétrico
(E) perpendiculares – do campo magnético


Questão UFRGS/2010/22

Considere as seguintes afirmações sobre fenômenos ondulatórios e suas características.

I – A difração ocorre apenas com ondas sonoras.
II – A interferência ocorre apenas com ondas eletromagnéticas.
III – A polarização ocorre apenas com ondas transversais.

Quais estão corretas?

(A) Apenas I
(B) Apenas II
(C) Apenas III
(D) Apenas I e II
(E) I, II e III


Questão UFRGS/2001/23

Considere as seguintes afirmações a respeito de ondas transversais e longitudinais.

I – Ondas transversais podem ser polarizadas e ondas longitudinais não.
II – Ondas transversais podem sofrer interferência e ondas longitudinais não.
III – Ondas transversais podem apresentar efeito Doppler e ondas longitudinais não.

Quais estão corretas?

(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas III.
(D) Apenas I e II.
(E) Apenas I e III.


Questão UFRGS/1995/31

Analise cada uma das seguintes afirmações relacionadas com o fenômeno de polarização, indicando se é verdadeira (V) ou falsa (F).

( ) Ondas eletromagnéticas podem ser polarizadas.
( ) Quando ocorre o fenômeno físico conhecido como eco, as ondas sonoras refletidas estão polarizadas.
( ) O grau de polarização linear (ou plana) da luz refletida na superfície de uma lâmina de vidro plana e lisa depende do ângulo de incidência da luz.

Quais são, pela ordem, as indicações corretas?

(A) F - F - V
(B) F - V - F
(C) F - V - V
(D) V - F - F
(E) V - F - V


Questão UFRGS/1992/65

Associe cada descrição ao fenômeno correspondente.

1 – Difração
2 – Dispersão
3 – Polarização

( ) Luz monocromática que passa por uma pequena fenda, propaga-se em muitas direções e forma uma figura de intensidade luminosa variável.
( ) Quando um feixe de luz incide na superfície de uma lâmina de vidro plana e lisa, para um determinado ângulo de incidência a parte da luz que é refletida se propaga com o campo elétrico dessa radiação oscilando em uma única direção.

(A) 1 – 2
(B) 1 – 3
(C) 2 – 1
(D) 2 – 3
(E) 3 – 2

INTERFERÊNCIA DA LUZ

A interferência é um fenômeno ondulatório que ocorre quando duas ou mais ondas luminosas se superpõem. Dependendo da diferença de fase entre elas, a intensidade luminosa pode aumentar ou diminuir.

Interferência construtiva

Interferência destrutiva

Condições principais

\[ \Delta = m\lambda \]

Interferência construtiva

\[ \Delta=\left(m+\frac12\right)\lambda \]

Interferência destrutiva

APLICAÇÕES E OBSERVAÇÕES

Para ocorrer interferência estável é necessário que as fontes sejam coerentes, isto é, possuam mesma frequência e diferença de fase constante.

Resumo: quando as ondas chegam em fase ocorre reforço da luz; quando chegam em oposição de fase ocorre diminuição ou cancelamento da intensidade luminosa.


Questão UFRGS/347

Associe os fenômenos (coluna da direita) com as situações em que eles podem ocorrer (coluna da esquerda).

Coluna da esquerda

1. Reflexão da luz numa superfície de vidro lisa
2. Eco
3. Passagem da luz do Sol por um orifício pequeno
4. Passagem da luz do Sol de um prisma de vidro para o ar
5. Onda estacionária produzida em um tubo de órgão

Coluna da direita

( ) Polarização

( ) Interferência

( ) Refração

(A) 1 – 2 – 3
(B) 1 – 3 – 4
(C) 3 – 4 – 5
(D) 4 – 3 – 1
(E) 5 – 4 – 2


Questão UFRGS/302

Certos raios luminosos, como os do Sol, ao se transmitirem de um meio transparente para outro, podem dar origem a vários raios refratados de cores diferentes, cada um com uma inclinação própria. Esses raios, por estarem muito próximos ou superpostos, normalmente parecem uma única cor (branca). Com incidência adequada, a separação das cores torna-se visível.

O fenômeno abordado no texto acima é conhecido como:

(A) reflexão
(B) difração
(C) dispersão
(D) interferência
(E) polarização


Questão UFRGS/346

Associe aos fenômenos (coluna da direita) as situações em que eles ocorrem (coluna da esquerda).

Coluna da esquerda

1. Onda estacionária produzida em uma corda de violão
2. Passagem de luz da água para o ar
3. Passagem de ondas por um orifício com dimensões do comprimento de onda
4. Arco-íris
5. Batimentos produzidos pelas ondas sonoras oriundas de dois diapasões de frequências próximas

Coluna da direita

( ) Interferência

( ) Difração

( ) Refração

(A) 1 – 2 – 5
(B) 5 – 4 – 1
(C) 4 – 1 – 2
(D) 3 – 5 – 2
(E) 3 – 1 – 4


Questão UFRGS/347

Associe os fenômenos (coluna da direita) com as situações em que eles podem ocorrer (coluna da esquerda).

Coluna da esquerda

1. Reflexão da luz numa superfície de vidro lisa
2. Eco
3. Passagem da luz do Sol por um orifício pequeno
4. Passagem da luz do Sol de um prisma de vidro para o ar
5. Onda estacionária produzida em um tubo de órgão

Coluna da direita

( ) Polarização

( ) Interferência

( ) Refração

(A) 2 – 5 – 3
(B) 3 – 4 – 1
(C) 1 – 5 – 4
(D) 1 – 2 – 4
(E) 3 – 2 – 5


Questão UFRGS/348

Dentre os seguintes fenômenos,
I – refração
II – difração
III – interferência,
quais os que podem ocorrer com a luz?

(A) Apenas II
(B) Apenas III
(C) Apenas I e II
(D) Apenas I e III
(E) I, II e III


Questão UFRGS/349

Considere o experimento de interferência da luz transmitida através de uma fenda dupla. A posição relativa dos máximos e mínimos da figura de intensidade depende:

(A) apenas da distância entre as fendas.
(B) apenas do comprimento de onda da luz.
(C) apenas da velocidade de propagação da luz.
(D) apenas da frequência da luz.
(E) da distância entre as fendas e do comprimento de onda da luz.


UFRGS 2022/26

Na figura abaixo, está representado um experimento de interferência em fenda dupla.

Laser d tela Intensidade luminosa Padrão de interferência h L

Um feixe de laser incide sobre duas fendas separadas por \( d = 0{,}16\,\text{mm} \). Em uma tela, colocada a uma distância \( L = 5{,}0\,\text{m} \) das fendas, um padrão de interferência é formado, apresentando máximos separados por \( h = 2\,\text{cm} \). Na figura, os máximos aparecem como linhas tracejadas.

Com esses dados, assinale a alternativa que apresenta o comprimento de onda do laser incidente.

(A) 320 nm
(B) 360 nm
(C) 580 nm
(D) 640 nm
(E) 1280 nm


Questão UFRGS 2020/20

Um bonito efeito de cor pode ser observado quando a luz solar incide sobre finas películas de óleo ou água.

Ocorre que, quando um feixe de luz incide sobre a película, ele sofre duas reflexões, uma na superfície anterior e outra na superfície posterior. Assim, esses raios de luz refletidos percorrem diferentes caminhos, e sua superposição resulta em reforço de alguns comprimentos de onda e aniquilação de outros, dando origem às cores observadas.

O fenômeno responsável por esse efeito é a

(A) difração.
(B) interferência.
(C) polarização.
(D) reflexão total.
(E) refração.


Questão UFRGS 2018/22

A figura I representa o experimento de Young, no qual a luz emitida pela fonte F passa por dois orifícios, originando duas fontes coerentes F₁ e F₂. A superposição das ondas no anteparo A produz franjas claras e escuras.

A figura II mostra dois raios que chegam ao ponto P no anteparo, com diferença de caminho óptico ΔL.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas:

Se, no ponto P, há uma franja escura, a diferença ΔL deve ser igual a um número ........ de comprimentos de onda.

No ponto central O, forma-se uma franja ........ decorrente da interferência ........ das ondas.

(A) inteiro – escura – destrutiva
(B) inteiro – escura – construtiva
(C) inteiro – clara – construtiva
(D) semi-inteiro – escura – destrutiva
(E) semi-inteiro – clara – construtiva


Questão UFRGS 2017/21

Um fio de cabelo intercepta um feixe de laser e atinge um anteparo, conforme representa a figura (i) abaixo.

anteparo laser cabelo (i)

Nessa situação, forma-se sobre o anteparo uma imagem que contém regiões iluminadas intercaladas, cujas intensidades diminuem a partir da região central, conforme mostra a figura (ii) abaixo.

(ii)

O fenômeno óptico que explica o padrão da imagem formada pela luz é a

(A) difração.
(B) dispersão.
(C) polarização.
(D) reflexão.
(E) refração.


Questão UFRGS 2010/22

Considere as seguintes afirmações sobre fenômenos ondulatórios e suas características.

I – A difração ocorre apenas com ondas sonoras.
II – A interferência ocorre apenas com ondas eletromagnéticas.
III – A polarização ocorre apenas com ondas transversais.

Quais estão corretas?

(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas III.
(D) Apenas I e II.
(E) I, II e III.


Questão UFRGS 2009/21

Em um experimento de interferência, similar ao experimento de Young, duas fendas idênticas são iluminadas por uma fonte coerente monocromática. O padrão de franjas claras e escuras é projetado em um anteparo distante.

Fendas Anteparo

Sobre este experimento, são feitas as seguintes afirmações:

I – A separação entre as franjas no anteparo aumenta se a distância entre as fendas aumenta.
II – A separação entre as franjas no anteparo aumenta se a distância entre o anteparo e as fendas aumenta.
III – A separação entre as franjas no anteparo aumenta se o comprimento de onda da fonte aumenta.

Quais estão corretas?

(A) Apenas I.
(B) Apenas II.
(C) Apenas III.
(D) Apenas II e III.
(E) I, II e III.


Questão UFRGS 2006/27

Mediante uma engenhosa montagem experimental, Thomas Young (1773–1829) fez a luz de uma única fonte passar por duas pequenas fendas paralelas, dando origem a um par de fontes luminosas coerentes idênticas, que produziram sobre um anteparo uma figura como a registrada na fotografia abaixo.

A figura observada no anteparo é típica do fenômeno físico denominado:

(A) interferência.
(B) dispersão.
(C) difração.
(D) reflexão.
(E) refração.


Questão UFRGS 1993/58

Identifique cada descrição (coluna da direita) de acordo com o nome pelo qual o fenômeno é conhecido (coluna da esquerda).

1 – Difração
2 – Dispersão
3 – Interferência

( ) Luz, como a do Sol, ao se transmitir de um meio transparente para outro, pode dar origem a vários raios refratados de cores diferentes.
( ) Ondas luminosas (coerentes) provenientes de duas fontes superpõem-se formando uma figura de intensidade variável (franjas claras e escuras).

A relação numérica, de cima para baixo, da coluna da direita, que estabelece a sequência de associações corretas é:

(A) 1 – 2
(B) 1 – 3
(C) 2 – 1
(D) 2 – 3
(E) 3 – 1



Questão UFRGS/285

Um observador diante de uma pintura a óleo iluminada por uma luz policromática enxerga diferentes cores. Os principais fenômenos ondulatórios envolvidos nesta situação são:

(A) absorção e reflexão.
(B) reflexão e refração.
(C) refração e absorção.
(D) interferência e difração.
(E) difração e polarização.