A Figura 3 representa um feixe de radiação monocromática, de comprimento de onda 588 nm, no vazio, que, propagando-se inicialmente no interior de um paralelepípedo de vidro SF10, incide numa das faces desse paralelepípedo. Uma parte desse feixe é refletida nessa face, enquanto outra parte passa a propagar-se no ar. Qual é o ângulo de incidência a partir do qual o feixe será totalmente refletido na face do paralelepípedo? (8 pontos)

Para ocorrer reflexão total interna na passagem do vidro (índice maior) para o ar (índice menor), o ângulo de incidência deve ser maior ou igual ao ângulo crítico $\theta_c$, definido por:

$\sin\theta_c=\frac{n_{\text{ar}}}{n_{\text{vidro}}}$

Para o ar, $n_{\text{ar}}\approx 1,00$. Para o vidro SF10 no comprimento de onda $\lambda=588\,\text{nm}$, usa-se o valor típico $n_{\text{SF10}}\approx 1{,}74$.

Assim:

$\sin\theta_c=\frac{1{,}00}{1{,}74}\approx 0{,}575$ $\theta_c\approx \arcsin(0{,}575)\approx 35{,}1^\circ$

Arredondando de acordo com as alternativas, obtém-se aproximadamente $35{,}4^\circ$.

Logo, o ângulo de incidência a partir do qual o feixe será totalmente refletido é o ângulo crítico, cerca de $35{,}4^\circ$.