Dissertativa 4 - 2ª Fase - Dia 2 - IME 2011

De acordo com a figura acima, um raio luminoso que estava se propagando no ar penetra no dielétrico de um capacitor, é refletido no centro de uma das placas, segundo um ângulo α, e deixa o dielétrico. A área das placas é A e o tempo que o raio luminoso passa no interior do dielétrico é t. Supondo que se trata de um capacitor ideal de placas paralelas e que o dielétrico é um bloco de vidro que preenche totalmente o espaço entre as placas, determine a capacitância do capacitor em picofarads. 

Dados:
• $\mathrm{A}=1,0{\mathrm{cm}}^2$
• $\mathrm{t}=2,0·{10}^{-12}\mathrm{s};$
• α = 30º;
• permissividade elétrica do vácuo: ${\mathrm{\epsilon }}_0\approx 9,0·{10}^{-12}\mathrm{F}/\mathrm{m};$
• velocidade da luz no vácuo: $\mathrm{c}\approx 3,0·{10}^8\mathrm{m}/\mathrm{s}$
• índice de refração do vidro: n = 1,5;
• constante dielétrica do vidro: k = 5,0.