Em que situação as reflexões nas interfaces produzem uma diferença de fase nula entre os dois raios ...

Alternativa A

O problema envolve óptica física, especificamente interferência em filmes finos e o comportamento da onda luminosa ao sofrer reflexão nas interfaces entre meios materiais.

Para determinar a diferença de fase resultante apenas pelas reflexões, é necessário aplicar a regra de mudança de fase na reflexão:

• Quando a luz passa de um meio de menor índice de refração para um maior ($n1 < n2$), ocorre uma inversão de fase de $\pi$ radianos (meio comprimento de onda). * Quando a luz passa de um meio de maior índice de refração para um menor ($n1 > n2$), não há mudança de fase.

A questão pede onde a diferença de fase entre os dois raios refletidos (superior e inferior) é nula. Isso ocorre se ambos sofrem a mesma alteração de fase (ambos invertem ou nenhum inverte).

Análise das Situações

Vamos analisar cada diagrama comparando os índices de refração ($n$) das camadas:

• Situação I: * Reflexão superior: $1,3 \to 1,4$ (Baixo $\Rightarrow$ Alto). Fase muda ($\pi$). * Reflexão inferior: $1,4 \to 1,5$ (Baixo $\Rightarrow$ Alto). Fase muda ($\pi$). * Diferença relativa: $\pi - \pi = 0$ (Nula). * Situação II: * Reflexão superior: $1,5 \to 1,4$ (Alto $\Rightarrow$ Baixo). Sem mudança. * Reflexão inferior: $1,4 \to 1,3$ (Alto $\Rightarrow$ Baixo). Sem mudança. * Diferença relativa: $0 - 0 = 0$ (Nula). * Situação III: * Reflexão superior: $1,5 \to 1,3$ (Alto $\Rightarrow$ Baixo). Sem mudança. * Reflexão inferior: $1,3 \to 1,4$ (Baixo $\Rightarrow$ Alto). Fase muda ($\pi$). * Diferença relativa: $\pi - 0 = \pi$ (Não nula). * Situação IV: * Reflexão superior: $1,4 \to 1,3$ (Alto $\Rightarrow$ Baixo). Sem mudança. * Reflexão inferior: $1,3 \to 1,6$ (Baixo $\Rightarrow$ Alto). Fase muda ($\pi$). * Diferença relativa: $\pi - 0 = \pi$ (Não nula).

Conclusão:

As únicas situações em que as reflexões produzem uma diferença de fase nula (ambas mudam ou nenhuma muda) são a Situação I e a Situação II. Portanto, a alternativa correta é a A.