Questão 12
UNICAMP 2024
(UNICAMP - 2024)
Num processo de produção de chips, usa-se luz gerada pelo plasma de uma gota de estanho. Essa luz é usada para gravar o desenho dos dispositivos em uma superfície.
a) Para garantir que uma gota não interfira no plasma de outra, elas devem ser injetadas, em intervalos de tempo bem definidos, na máquina que faz a escrita dos chips. Sabendo que a velocidade das gotas é , e que elas são injetadas a uma frequência
, qual a distância
entre duas gotas consecutivas?
b) Para a escrita dos chips, uma lente objetiva é utilizada na focalização de um feixe luminoso na superfície. A figura A ilustra dois raios luminosos incidindo paralelamente ao eixo óptico de uma lente convergente de diâmetro e distância focal
, imersa no ar
. Para mudar a trajetória do feixe luminoso e melhorar o processo de gravação, usa-se um líquido entre a lente e a superfície. A figura B representa uma situação similar à da figura A, com os raios que emergem da lente adentrando um meio líquido. Qual é o índice de refração
do líquido?
Gabarito:
Resolução:
a) Para encontrarmos a distância entre duas gotas, devemos descobrir o tempo o qual elas são injetadas. Sabemos que o período é o inverso da frequência, logo:
Agora podemos calcular a distância:
b) Para encontrar o índice n2, podemos usar a lei de Snell, e para isso precisamos encontrar o valor do seno de theta 1 de theta 2.
Primeiro vamos encontrar :
Podemos usar as medidas de D e F para encontrar a hipotenusa do triângulo retângulo que formam e encontrar o valor do seno de theta 1. Vamos chamar a hipotenusa nesse triângulo de A:
Com esse valor, agora podemos achar o valor do seno:
Agora vamos para o theta 2:
Temos na imagem B que h e c formam um triângulo retângulo, podemos usá-los para encontrar o valor do seno:
Aplicando a lei de Snell:
Assim:
a) 1,6mm
b)n2=1,2