Questão resolvida envolvendo ângulo de incidência e reflexão total, da Fuvest 2025

(FUVEST/2025) 

Uma das possíveis tecnologias para a produção de telas sensíveis ao toque aproveita a reflexão interna total da luz. Esse tipo de reflexão ocorre quando um raio luminoso viaja do interior de um meio 1, com índice de refração n₁ em direção a um meio 2, com índice de refração n₂ formando com a direção perpendicular à interface entre os meios um ângulo maior do que um certo valor limite n_L , tal que sen₂ = n₂/n₁
Quando um objeto (como um dedo) se aproxima da interface entre os meios, a reflexão total não ocorre, o que é captado por sensores, revelando a posição do objeto. Suponha que se deseje projetar uma tela sensível ao toque que, conforme mostra a figura, funcione com uma fonte luminosa fixa na borda. A tabela a seguir indica os índices de refração de alguns materiais candidatos à utilização no meio 1.

Tratando o meio 2 sempre como tendo índice de refração n₂ = 1,0003, o material que permite o maior intervalo de ângulos de incidência que produzem reflexão total é:
A) Material A.
B) Material B.
C) Material C.
D) Material D.
E) Material E.

RESOLUÇÃO:
Incialmente, é preciso considerar que para ocorrer a reflexão total, além da luz ar de um meio mais refringente para outro menos refringente, o ângulo de incidência deve ser superior ao ângulo limite. Dessa forma, quanto menor for o ângulo limite (θ_L), maiores as chances de reflexão total.
Como:

Para menores valores de θ_L, o valor de n₁ deve ser o maior possível, o que se consegue com o material E.
Resp.: E

VEJA TAMBÉM:
– Questão resolvida envolvendo luz e folhas de papel, do Enem 2014-PPL