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O que limita a resolução espacial de um microscópio é a natureza ondulatória da luz causando efeito de difração. Isso limita a região espectral na microscopia tradicional para uma resolução de 200-300 nm, no melhor dos casos, com a exceção de sistemas de fotolitografia utilizando luz ultravioleta no vácuo a que chega a 100 nm de resolução. Atualmente, para o limite da nanotecnologia, desenvolveu-se a técnica de microscopia óptica de campo próximo que quebra o limite de resolução de campo distante explorando as propriedades de ondas evanescentes. Em ordem de grandeza comparada com o comprimento de onda da luz incidente, pode-se definir os limites para a difração de campo próximo (difração de Fresnel) e a de campo distante (difração de Fraunhofer) para diversas aplicações. Considerando uma fonte de radiação no infinito, qual é a menor distância entre uma fenda única com abertura de 0,50 mm e o anteparo de formação de imagens para uma radiação de comprimento de onda de 500 nm poder ser tratada como campo distante (difração de Fraunhofer)?
Quando um experimento de difração de luz em uma fenda é montado em laboratório, as posições relativas da fonte de luz, do obstáculo e do anteparo são importantes na definição do tipo de abordagem a ser empregada na análise das medidas, por exemplo, se é mais pertinente utilizar a difração de Fresnel ou a difração de Fraunhofer. Quando a abordagem da difração de Fresnel é a mais adequada, significa que os raios que emanam da fenda
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?
