Instituto Nossa Senhora da Piedade
Física
Alberto
Disciplina:
Professor:
Série:
1º
Turma:
Data:
Estudante:
LISTA 3 - OPTICA (REFRAÇÃO)
1. (Ufu 2011) A tabela abaixo mostra o valor aproximado dos índices de refração de alguns meios, medidos em
condições normais de temperatura e pressão, para um feixe de luz incidente com comprimento de onda de 600 nm
Material
Ar
Água (20º C)
Safira
Vidro de altíssima dispersão
Diamante
Índice de refração
1,0
1,3
1,7
1,9
2,4
O raio de luz que se propaga inicialmente no diamante incide com um ângulo θi = 30º em um meio desconhecido,
sendo o ângulo de refração θr = 45º .
O meio desconhecido é:
a) Vidro de altíssima dispersão
b) Ar
c) Água (20ºC)
d) Safira
2. (Uel 2011) Um raio de luz é parcialmente refletido e parcialmente refratado na superfície de um lago. Sabendo-se
que o raio de luz incidente faz um ângulo de 55º em relação à superfície da água, quais são os ângulos de reflexão e
de refração, respectivamente?Dado: Índice de refração da água: 1,33.
a) 180° e 360°.
b) 55º e 65º.
c) 1 e 1,33.
d) 35º e 25,5º.
e) 35º e 35º.
3. (Ufpe 2011) As figuras ilustram trajetórias de raios de luz que penetram ou saem de blocos de materiais
transparentes. Quais figuras mostram situações fisicamente possíveis quando consideramos os índices de refração
que estão indicados?
A)
B)
C)
D)
E)
4. (Ufpe 2011) A figura apresenta um experimento com um raio de luz que passa de um bloco de vidro para o ar.
Considere a velocidade da luz no ar como sendo igual à velocidade da luz no vácuo. Qual é a velocidade da luz dentro
do bloco de vidro, em unidades de 108 m/s?
5. (Udesc 2011) Considere uma lâmina de vidro de faces paralelas imersa no ar. Um raio luminoso propaga-se no ar e
incide em uma das faces da lâmina, segundo um ângulo θ em relação à direção normal ao plano da lâmina. O raio é
refratado nesta face e refletido na outra face, que é espelhada. O raio refletido é novamente refratado na face não
espelhada, voltando a propagar-se no ar. Sendo nAr e nVidro, respectivamente, os índices de refração da luz no ar e no
vidro, o ângulo de refração α que o raio refletido forma no vidro, com a direção normal ao plano da lâmina, ao refratarse pela segunda vez, obedece à equação:
a) nVidro sen α = nAr sen θ /2
b) α = θ
c) sen α = cos θ
d) nVidro sen α = nAr sen θ
e) nAr sen α = nVidro sen θ
6. (Uerj 2011) Um raio de luz vindo do ar, denominado meio A, incide no ponto O da superfície de separação entre
esse meio e o meio B, com um ângulo de incidência igual a 7º.
No interior do meio B, o raio incide em um espelho côncavo E, passando pelo foco principal F.
O centro de curvatura C do espelho, cuja distância focal é igual a 1,0 m, encontra-se a 1,0 m da superfície de
separação dos meios A e B.
Observe o esquema:
Considere os seguintes índices de refração:
- nA = 1,0 (meio A)
- nB = 1,2 (meio B)
Determine a que distância do ponto O o raio emerge, após a reflexão no
espelho.
-9
7. (Udesc 2010) Um feixe de luz de comprimento de onda igual a 600 x 10 m, no vácuo, atravessa um bloco de vidro
de índice de refração igual a 1,50. A velocidade e o comprimento de onda da luz no vidro são, respectivamente, iguais
a:
8
-9
8
-7
a) 3,0 x 10 m/s e 600 x 10 m
b) 3,0 x 10 m/s e 4,0 x 10 m
8
-9
7
-9
c) 2,0 x 10 m/s e 400 x 10 m
d) 5,0 x 10 m/s e 900 x 10 m
8
-9
e) 2,0 x 10 m/s e 900 x 10 m
8. (Uece 2010) A figura a seguir mostra um prisma feito de um material, cujo índice de refração é 1,5, localizado na
frente de um espelho plano vertical, em um meio onde o índice de refração é igual a 1. Um raio de luz horizontal incide
no prisma.
o
o
Sabendo que sen(6 ) ≈ 0,104 e sen(9 ) = 0,157, o ângulo de reflexão no
espelho é de
o
o
a) 2 .
o
b) 3 .
c) 4 .
o
d) 6 .
9. (Pucrj 2010) Uma onda eletromagnética se propaga no vácuo e incide sobre uma superfície de um cristal fazendo
o
um ângulo de θ1 = 60 com a direção normal a superfície. Considerando a velocidade de propagação da onda no vácuo
8
o
como c = 3 x 10 m/s e sabendo que a onda refratada faz um ângulo de θ2 = 30 com a direção normal, podemos dizer
que a velocidade de propagação da onda no cristal em m/s é
8
a) 1 × 10
b)
8
2 × 10
c)
8
3 × 10
d)
8
4 × 10
e)
8
5 × 10
10. (Udesc 2010) Um bastão é colocado sequencialmente em três recipientes com líquidos diferentes. Olhando-se o
bastão através de cada recipiente, observam-se as imagens I, II e III, conforme ilustração a seguir, pois os líquidos são
transparentes. Sendo nAr, nI, nII e nIII os índices de refração do ar, do líquido em I, do líquido em II e do líquido em III,
respectivamente, a relação que está correta é:
a) nAr < nI < nII
b) nII < nAr < nIII
c) nI > nII > nIII
d) nIII > nII > nI
e) nIII < nI < nII
11. (Ufms 2010) A figura mostra dois meios, 1 e 2,
oticamente transparentes. No meio 2, existe uma fonte
luminosa puntiforme e monocromática imersa, e também
mostra um raio de luz emergente da fonte luminosa,
juntamente com um raio refletido e outro refratado que
incide no olho de um observador. A reta tracejada
intercepta perpendicularmente a interface de separação
dos meios. Com fundamentos nas propriedades de raios
luminosos, assinale a(s) proposição(ões) correta(s).
01) As frequências dos raios de luz são iguais apenas no mesmo meio.
02) Todos os raios que emergem da fonte luminosa atravessarão a interface.
04) O observador verá a imagem da fonte luminosa na profundidade real dela.
08) O meio 1 possui índice de refração menor que o meio 2.
16) O comprimento de onda do raio de luz que está no meio 1 é maior que o comprimento de onda que está no meio 2.
12. (Pucrs 2010) Resolver a questão com base nas informações a seguir.
O efeito causado pela incidência da luz solar sobre um vidro, dando origem a um feixe colorido, é conhecido como
dispersão da luz branca. Este fenômeno é resultado da refração da luz ao atravessar meios diferentes, no caso, do ar
para o vidro. Na superfície de separação entre os dois meios, a luz sofre um desvio em relação à direção original de
propagação desde que incida no vidro em uma direção diferente da direção normal à superfície.
A tabela a seguir informa os índices de refração de um tipo de vidro para algumas das diferentes cores que compõem a
luz branca.
Cor
Vermelho
Amarelo
Verde
Azul
Violeta
Índice de refração do
vidro relativo ao ar
1,513
1,517
1,519
1,528
1,532
A partir das informações e da tabela apresentadas, em relação a um raio de luz branca proveniente do ar que incide no
vidro, é correto afirmar que
a) as cores são percebidas porque o vidro apresenta aproximadamente o mesmo índice de refração para todas elas.
b) há a predominância da luz verde porque o índice de refração do vidro para essa cor aproxima-se da média dos
índices para todas as cores.
c) a luz violeta é a que sofre menor desvio.
d) a luz vermelha é a que sofre maior desvio.
e) a luz azul sofre desvio maior do que a luz vermelha.
Gabarito:
Resposta da questão 1: [D]
Resposta da questão 2: [D]
Resposta da questão 3: FFFVF
Resposta da questão 4:
Dados: u = 108 ; v ar = c = 3 ⋅ 108 m/s = 3u ; sen 30° = 0,50; sen 45º = 0,71.
Aplicando a Lei da Snell:
v vidro sen45º = v ar sen30º
⇒ v vidro (0,71) = 3u ( 0,5 )
v vidro = 2,12u.
Resposta da questão 5: [B]
Resposta da questão 6:
d = 0,3 m = 30 cm.
Resposta da questão 7: [C]
Resposta da questão 8: [B]
Resposta da questão 9: [C]
Resposta da questão 10: [E]
Resposta da questão 11:
08 + 16 = 24
Resposta da questão 12: [E]
⇒ v vidro =
1,5u
⇒
0,71