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UFAL - 2016 - UFAL - 2016 - Edital nº 30
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O conceito de bandas de energia, desenvolvido em 1928, permite entender diversas propriedades dos sólidos. A natureza das bandas de energia determina se um material é um isolante, um semicondutor ou um condutor. Nos isolantes, no zero absoluto, a banda de energia mais elevada que está completamente preenchida de elétrons é a banda da valência. A banda mais elevada seguinte, chamada de banda de condução, é completamente vazia, não existem elétrons em seus estados. A diferença de energia entre essas duas bandas é denominada de “bandgap” do material isolante. No caso de materiais translúcidos, como vidro ou cristal, por exemplo, qual a técnica espectroscópica pode ser utilizada para determinação e estimativa dessa diferença de energia?
Certos cristais semicondutores são sintetizados e apresentam uma propriedade chamada atividade óptica, que é responsável por girar a polarização de um feixe de luz polarizada ao atravessá-los em uma determinada direção. Considere um cristal semicondutor opticamente ativo em forma de cubo com 8 mm de aresta, conforme mostrado na figura. Um feixe de laser incide perpendicularmente ao plano xy do cristal com polarização – i e emerge do outro lado com polarização + i. Qual a atividade óptica do cristal? 
Dispersão e absorção de radiação eletromagnéticas são duas qualidades intimamente relacionadas. Um material dispersivo tem obrigatoriamente a relação entre seu coeficiente de dispersão e o índice de refração dada pela relação de Kramers-Kronig, por meio das partes real e imaginária de sua susceptibilidade. Um meio dielétrico típico tem múltiplos centros de ressonâncias correspondendo a diferentes vibrações da rede e/ou eletrônicas. Quando se trata de propagação de pulsos de luz em meios somente com características dispersiva, quando efeitos ópticos não lineares são desconsiderados, qual o comportamento esperado desse pulso do ponto de vista temporal e espectral?
Radiação do tipo raios X possui energia relativamente alta e é apropriada para investigar a estrutura cristalina de sólidos. É possível, por meio de difração de raios X, investigar os arranjos dos átomos e determinar suas distâncias em cristais com estrutura desconhecida. Cobre metálico foi analisado em um experimento de difração de raios X que produziu um pico de Bragg de primeira ordem em um ângulo θ = 29º. O experimento foi realizado com radiação de raios X de comprimento de onda de 1,2 angstroms. Qual é o espaçamento mínimo, em angstroms, entre os planos de difração formados pelos átomos do cobre metálico? (Dado: sen 29° =0,48)
Laser para entrar em operação tem diversas condições físicas a serem atendidas. Dentre elas há a especificação do material para o meio ativo, sendo sólido, líquido ou gasoso. Com base no meio ativo definem-se as propriedades do desenho da cavidade óptica. Do ponto de vista do meio ativo, a distribuição espectral da radiação laser gerada é determinada por dois fatores: pela forma de linha do meio ativo e pelos modos da cavidade do oscilador. De uma maneira mais específica, como podem ser exemplificadas essas duas condições para a oscilação laser?
