54_Optica_refracao

F\u00ed s i ca

EDUCACIONAL

\u00d3 p ti

REFRA\u00c7\u00c3O 01.

Luz Velocidade na Velocidade no Monocrom\u00e1tica \u00e1gua (m/s) vidro (m/s)

Vermelho

2,9 x 108

2,4 x 108

2,5 x 108

2,0 x 108

Verde

2,3 x 108

1,9 x 108

Azul

2,0 x 108

1,8 x 108

Violeta

1,8 x 108

1,5 x 108

Amarelo

Resolu\u00e7\u00e3o:

a) NA = b) NV = c) NV =

3x 108

c

= Vluz vermelha 2,9x

3x 108

8 2,4x 10

8 10

= 1, 03

= 1, 25

3x 108 = = 1, 57 Vluz verde 1, 9x 180 c

c 3x 108 N d) = = = 1, 66 A De acordo com a tabela acima, determine o \u00edndice Vde luz refra\u00e7\u00e3o violeta 1, 8x 180

absoluto para os seguintes meios e colora\u00e7\u00f5es:

3x 108

e) NV = a) \u00e1gua e luz vermelha d) \u00e1gua e luz violeta 1, 5 180 b) vidro e luz vermelha e) vidro e luz violeta c) vidro e luz verde

=2

x

02. Com base nos dados do exerc\u00edcio anterior, determine o Resolu\u00e7\u00e3o: 8 \u00edndice de refra\u00e7\u00e3o relativo nos seguintes VLuzcasos: no Vidro 2,0 10 a) NA,V =

x

= =0,8 8 VLuz na \u00e1gua 2,5x 10

a) da \u00e1gua em rela\u00e7\u00e3o ao vidro, para a luz 8amarela 2,3 10 b) NV,A =para a luz =1, 2verde b) do vidro em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 \u00e1gua, 1, 9 180 c) do vidro em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 \u00e1gua, para a luz azul 8 2,0 10 d) da \u00e1gua em rela\u00e7\u00e3o ao vidro, para a luz azul N = = 1, 25 c) V,A x

x

x

1, 8x 180

d) NA,V =

1, 8x 180

8 2,0x 10

= 0,9

Resolu\u00e7\u00e3o: 03. (ESAL-MG) Para certa luz monocrom\u00e1tica, cuja velocidade no ar vale 300 000 km/s, os \u00edndices de refra\u00e7\u00e3o da \u00e1gua, do 3 33/29e 8/5, 3 / 2 4/3, vidro e do cristal, todos em rela\u00e7\u00e3o ao ar,Ns\u00e3o a) V =4 / 3 = . = 2 4 N 8 respectivamente. Calcule: A

c

c

300 000

\ u 2 1 d = 2 VV = \u00e0 b) Nem 200 000\u00e1gua; km/s V =Vrela\u00e7\u00e3o a) o \u00edndice de refra\u00e7\u00e3o do vidro 3/2 = N V V b) a velocidade da luz no vidro; 300 000 c c \ u 2 1 d = 2 VC = = 187 500 km/s c) NC = c) a velocidade da luz no cristal. 8/5 C N VC

FISCOL1603-R

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F\u00cdSICA

\u00d3 PTICA EDUCACIONAL

04. Uma certa luz monocrom\u00e1tica possui naResolu\u00e7\u00e3o: \u00e1gua uma V 280 000 NC,A =V A= 200 000 = 1,4 C

05. (UF-ES) O \u00edndice de refra\u00e7\u00e3o de uma subst\u00e2ncia pura e Resolu\u00e7\u00e3o: transparente:

Para cada tipo de radia\u00e7\u00e3o haver\u00e1 um \u00ed

a) depende da radia\u00e7\u00e3o empregada para medi-lo Alternativa A b) independe da radia\u00e7\u00e3o que o atravessa c) s\u00f3 depende quando se usa a luz amarela emitida pelo s\u00f3dio d) s\u00f3 depende quando se usa luz branca e) nenhuma das respostas satistaz

06. (MACK) Um raio de luz monocrom\u00e1tica atravessa Resolu\u00e7\u00e3o:

Figura 1

VB MEIO MEIO MEIO VC VA A

B

C

d1

d2

d3

V

nA =

Figura 2

c c c , nB = , nC = V VB VA C

mas VB > VC > VA \ u 2 1 d 2 nB < nC < nA Alternativa B

d1 d2

d d3

Sendo nA, nB e nC os \u00edndices de refra\u00e7\u00e3o nos meios A, B e C, podemos concluir que: a) nA >\ue000\ue000nB > nC b) nA > nC > nB

DISPERS\u00c3O DA LUZ 07. Um raio de luz monocrom\u00e1tica propaga-se no ar e atinge a Resolu\u00e7\u00e3o: c c superf\u00edcie de um l\u00edquido de \u00edndice absoluto Vu refra\u00e7\u00e3o a) N = \ de 2 1 d 2 = V N igual a 2 . 300.000 km/s

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\u00d3 PTICA EDUCACIONAL

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F\u00cdSICA

Resolu\u00e7\u00e3o: 08. Um raio de luz monocrom\u00e1tica atinge a superf\u00edcie de

a) Pela 2a lei da refra\u00e7\u00e3o, temos: sen i NB sen 45 2 /2 \u00b0 NB,A = = =N \u21d2 = = 2 senr A N B, A sen 30 1/ 2 \u00b0

N 45\u00ba 30\u00ba

b) O meio B, pois a luz aproximou-se da normal ao se propa seu interior.

A B

c) O desvio ser\u00e1: d = i \u2212 r = 45\u00b0 \u2212 30\u00

d

Determine: a) O \u00edndice de refra\u00e7\u00e3o relativo do meio Bem rela\u00e7\u00e3o ao meio A. b) Qual dos dois meios \u00e9 o mais refringente? Por qu\u00ea? c) Qual o desvio sofrido pelo raio de luz? 09. (Cesgranrio-RJ) Um feixe de luz branca incide obliquamente Resolu\u00e7\u00e3o:

A, pois a luz refletida deve ser igual \u00e0 incidente, portant

a)

branco

branco

b)

AR L\u00cdQUIDO azul

c) branco

azul

e) branco

azul

vermelho

vermelho AR L\u00cdQUIDO branco

Alternativa A

AR L\u00cdQUIDO

d) brancovermelho

AR L\u00cdQUIDO azul

branco

vermelho azul

vermelho

vermelho

branco

azul

AR L\u00cdQUIDO vermelho

azul





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FÍSICA

Ó PTICA EDUCACIONAL

Resolução:S 11. Um raio luminoso atinge uma superfície de separação

Os raios de incidência e reflexão têm que estar do mesmo lado. C não pode ser de incidência. Alternativa B

A

S

C

a) incidência, refração e reflexão

B

12. (Cesgranrio-RJ) Um raio luminoso incide na superfície da água provindo do ar. Qual das figuras a segui o que acontece ao raio, na vizinhança da superfície? a)

b)

d)

e)

c)

Resolução:

Ocorre reflexão e refração. O raio refratado se aproxima da normal.

⇒

Alternativa B

13. (FATEC) A figura mostra um raio de luz monocromática, Resolução: O raio refratado se afasta da normal. Alternativa D

A B





Ó PTICA

FÍSICA

EDUCACIONAL

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Resolução: 14. (FUVEST) Um raio de luz monocromática propaga-se em um α α com meio A, incide na superfície S formando um ângulo α NAângulo sen α =β NB sen β β a reta normal r e emerge no meio B, formando um β α β α vale β vale 45°. β com r. Quando α 30°, 2 senα NB 1/ 2 sen 30º β α β quando α = 45º? α Qual o valor de β = = = = 2 senβ N sen 45º

r

A

2 /2

Logo, L = 45º, portanto não há raio emergente.

a) 15°

β

B A

Alternativa E

S

α

e) não existe raio emergente 15. (AMAN) Um raio luminoso amarelo incide com Resolução: um ângulo sen i N passa sen 30º 1/ 2 3 Nprovém= sen 60º =3 / 2 =3 sen r = Alternativa E

a) 1 b)

2 2

c)

2 3

d)

3 2

e)

3 3

Resolução: 16. Um raio de luz que se propaga no ar atravessa a superfície de separação com o meio x de índice de refração 2 , a) Nar sen i = Nx sen r conforme indica o esquema. Determine:

sen 30° = 1/2 45º n=1 n= 2

Ar meio x

sen 60° = 2 sen 45° = 2

3

2

2 / 21 1 . sen 45º = 2 sen r ⇒ sen r = = 2 2

∴ r = 30º

c c 300 000 ⇒ Vx = b) Nx = = = 212 132 km/s V x Nx 2





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FÍSICA


17. (FUVEST) As figuras a e bindicam os raios de luz incidente Resolução: a) N2 > N1 e N3 < N1 ⇒ N2 > N3 (a)

N

i (1)

Á Â

(2) r

b) o meio 3, pois é, entre os três, o meio menos refringente

(b)

i (1) (3)

r

a) Represente graficamente a refração de um raio de luz que passa do meio 2 para o meio 3. b) Um desses três meios é o vácuo. Qual deles? Justifique. 18. (SALVADOR) Para se calcular o índice de refração absoluto Resolução: sen i Nsubstância 1 sen r =Nvácuo = 0,5 = 2 Alternativa D

a) 0,50 b) 1,0

sen i 1,0 0,5







Ó PTICA

FÍSICA

EDUCACIONAL

19. (MACK) Um raio de luz que se propaga num meio atinge Casa) O ponto objeto real 22.A(Santa

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P está a 1,0 m da

a) A é mais refringente do que B e o ângulo de incidência é menor que o ângulo limite b) A é mais refringente do que B e o ângulo de incidência AR é maior que o ângulo limite c) A é menos refringente do que B e o ângulo de incidência ÁGUA 1,0 m é maior que o ângulo limite d) A é menos refringente do que B e o ângulo de incidência é menor que o ângulo limite P e) A é menos refringente do que B e o ângulo de incidência a) real e está na água à profundidade de 75 m é igual ao ângulo limite b) virtual e está no ar 10 cm acima da superfície da Resolução: c) virtual e está na água à profundidade de 75 cm real e está na água à profundidade de 4/3 m Essa é uma condição necessária para que haja reflexãod)total. e) virtual e está no ar a 10 cm acima da superfície d Alternativa B

Resolução :

20. (PUC) Dada a tabela abaixo: Material

Índice de refração absoluto

Gelo

1,309

Quartzo

1,544

Diamante

2,417

Rutilo

dI N obs d0 = Nobj ⇒

dI 1 3 1 =4 / 3 ⇒ dI = 4 = 0,75 m

Alternativa C

23. Um observador, situado em um meio transparent

2,903

É possível observar reflexão total com luz incidindo do: a) gelo para o quartzod) rutilo para o quartzo (n1 e n2 finitos). b) gelo para o diamante e) gelo para o rutilo c) quartzo para o rutilo





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FÍSICA


Resolução : 24. (MACK) Um helicóptero H está a 100 m do nível do mar

d I . Nobj 300. 3/ 2 dI N obs ⇒ d0 = = = 450 m =N 1 Nobs d0 obj H 100 m

300 m

mar

S 3

, Supondo que o índice de refração da água do mar é 2 determine a distância real a que se encontra o submarino da superfície livre.

25. (FAU-SANTOS) Um objeto no fundo de umaResolução piscina: e observado de fora da água é visto:

Para ângulos de observação cada vez maiores em relação à no profundidade observada será cada vez menor.

a) em profundidade maior ou menor que a profundidade real, dependendo do ângulo de observaçãoAlternativa B b) em uma profundidade sempre menor que a real, mas que depende do ângulo de observação c) sempre a uma mesma profundidade, maior que a real d) sempre a uma mesma profundidade, menor que a real e) em uma profundidade sempre maior que a real, mas que

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