A fibra óptica foi uma das grandes invenções do homem, constituindo, hoje, a melhor solução para a transmissão da informação a taxas elevadas, sendo o meio de comunicação ideal para a Internet. A figura acima ilustra um esquema de transmissão de ondas eletromagnéticas em uma fibra óptica, constituído de uma fonte de luz, de um sistema de lentes delgadas e da fibra óptica propriamente dita. A fibra consiste em dois cilindros dielétricos concêntricos — núcleo e casca —, com índices de refração iguais a n1 e n2, respectivamente. A propagação do feixe de luz na fibra óptica se dá por múltiplas reflexões totais dos raios do feixe na interface dielétrica entre o núcleo e a casca. Uma reflexão total ocorre quando o ângulo de incidência \theta_i, conforme ilustrado, for maior ou igual ao ângulo crítico \theta_c, tal que \large \text{sen} \theta_c = {n_2 \over n_1}. No esquema, a fonte luminosa emite um feixe de luz que incide no sistema de lentes antes de ser direcionado à fibra. Esse sistema de lentes, ao fazer convergir os raios luminosos, permite que uma maior quantidade de raios atinja a fibra com um ângulo de incidência inferior \alpha: todo raio que chegar à fibra com ângulo de incidência inferior \alpha irá se propagar na fibra, como é o exemplo do raio 1 na figura. O raio 2, ao incidir na fibra com ângulo maior que \alpha, não irá se propagar, pois sua energia irá evanescer do núcleo da fibra devido à refração, como ilustrado.
Enunciados de questões e informações de concursos
Texto
Uma das limitações da fibra óptica decorre do fato de que os raios de luz que se propagam no interior da fibra seguem caminhos diferentes, causando o que se denomina distorção modal, o que reduz a capacidade de transmissão da fibra. A distorção modal da fibra pode ser estimada considerando-se um trecho de comprimento L_1 de fibra, a partir do cálculo da diferença \Delta T dos tempos de propagação dos raios 2 e 1, que correspondem aos raios que descrevem respectivamente o maior — L_2 — e o menor — L_1 — percurso na fibra, conforme ilustra a figura acima. Essa diferença de tempo pode ser expressa pela equação a seguir, em que \theta_c é o ângulo crítico e c = 3 × 105 km/s é a velocidade da luz no vácuo.
\large \Delta T = {n_1 \over c} (L_2 - L_1) = {n_1L_1 \over c} \Bigl ( {1 \over \text{sen}\theta_c} - 1\Bigr )
A partir do texto e das informações acima, julgue o item a seguir.
Considere que, para se transmitir a determinada taxa de transmissão, \large {\Delta T \over L_1} deva ser menor ou igual a 1 \ \mu s \cdot \text{km}^{-1}. Então uma fibra em que n1 = 1,6 e n2 = 1,4 está adequada para a transmissão desejada.
Outras questões do mesmo concurso: UnB / Vest (UnB) / 2006 / Regular
