Colégio XIX de Março

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1 Colégio XIX de Março Educação do jeito que deve ser ª PROVA SUBSTITUTIVA DE FÍSICA Aluno(a): Nº Ano: 2º Turma: Data: 12/09/2018 Nota: Professor(a): Miguel Valor da Prova: pontos Orientações gerais: 1) Número de questões desta prova: 15 2) Valor das questões: Abertas (5): pontos cada. Fechadas (10): pontos cada. 3) Provas feitas a lápis ou com uso de corretivo não têm direito à revisão. 4) Aluno que usar de meio ilícito na realização desta prova terá nota zerada e conceituação comprometida. 5) Tópicos desta prova: Refração da Luz. Índice de refração absoluto. Lei de Snell. Fenômenos refrativos. Formulário - Refração da Luz n = c V n 1 sin i = n 2 sin r sin L = n < /n > 1ª Questão: Na figura a seguir, S é uma superfície plana que separa os meios transparentes A e B. Os segmentos identificados por X, Y e Z representam, não necessariamente nesta ordem, os raios de luz Incidente I, Refletido R e o refratado T. Faça na própria figura setas sobre os raios que permitam identificar qual segmento corresponde a qual dos raios. 2ª PS de Física / 2º ano / Prof. Miguel / Pág. 1

2 2ª Questão: Retome a questão anterior e responda: qual dos meios apresenta MENOR Índice de refração absoluto. Justifique sua resposta 3ª Questão: A refração é um importante fenômeno óptico capaz de explicar entre outras coisas, a formação do arco íris, miragens, comportamento de lentes, a visão, etc. Considere as afirmativas abaixo. I. Na passagem da luz de um meio transparente para outro há mudança na velocidade da luz desde que os meios tenham índices de refração absolutos diferentes e em qualquer hipótese a luz sofre um desvio ao refratar-se. ( ) II. O fato de não vermos um peixe dentro d água onde ele realmente se encontra é explicado pela mudança na direção de propagação da luz ao passar da água para o ar. ( ) III. Em todo fenômeno de refração da luz ocorre simultaneamente a reflexão. ( ) São corretas: a) Todas. b) Apenas I e II. c) Apenas I e III. d) Apenas II e III. e) Nenhuma. 4ª Questão: No policarbonato, a velocidade de propagação da luz vermelha é apenas cinco oitavos da velocidade com que ela se propaga no vácuo sideral. Qual é o valor do índice de refração absoluto do policarbonato para a radiação vermelha? a) 1,25 b) 1,40 c) 1,60 d) 1,80 e) 5,80 5ª Questão: Um raio de luz monocromático, propagando-se através do ar (nar = 1), incide na superfície de um vidro cujo índice de refração absoluto, para este comprimento de onda, é nv = 3. Sabendo que o ângulo de incidência é 60, qual é o ângulo entre o raio refratado e o raio refletido correspondente? a) 60 b) 75 c) 90 d) 105 e) 120 6ª Questão: O Prisma de Amici (Giovanni Battista Amici, astrônomo italiano ) é um bloco de vidro cujo perfil é o de um triângulo retângulo isósceles, conforme as figuras abaixo. A face interna correspondente à hipotenusa funciona como um espelho apesar de não haver a deposição de tinta espelhante sobre a superfície externa como num espelho comum. Para isto, a não ocorrência de refração, o vidro deve ter certas características e o prisma é denominado prisma de reflexão total. Para a fabricação de um prisma deste tipo, para ser usado em uma luneta, o fabricante dispõe de dois vidros. O vidro tipo A possui índice de refração absoluto na = 1,35. O vidro tipo B tem índice de refração nb = 1,71. 2ª PS de Física / 2º ano / Prof. Miguel / Pág. 2

3 a) Qual dos vidros o fabricante deve escolher? Justifique fisicamente sua resposta. b) Complete, na segunda figura, o raio refletido e determine o ângulo de desvio, em graus, que o raio sofre nesta reflexão interna, ilustrando este ângulo de desvio. 7ª Questão: Considere as afirmativas a seguir: I. Nem toda reflexão é acompanhada de refração. II. Toda refração é acompanhada de algum grau de reflexão. III. Toda refração implica numa mudança na velocidade de propagação da luz. São corretas: a) I e II são corretas. b) I e III são corretas. c) Todas são corretas. d) Nenhuma é correta. e) Apenas II é correta. 8ª Questão: No cristal transparente criptonita verde, aquele que enfraquece o super-homem e só é encontrada no planeta Krypton, a velocidade V de propagação da luz amarela é apenas três oitavos da velocidade c com que ela se propaga no vácuo sideral. Qual é o valor do índice n de refração absoluto da criptonita verde para a radiação amarela? Dado: n = c/v. a) 1,8 b) 3/8 c) 5/3 d) 3,8 e) 8/3 9ª Questão: Uma piscina para tratamento clínico é preenchida com um líquido perfeitamente transparente de índice de refração absoluto 5/3 e sua profundidade aparente, isto é, quando vista por um observador numa linha de visada normal, é um metro e meio (90 cm). Qual é a profundidade real desta piscina, em centímetros? Dado p /p = n /n a) 150 cm b) 120 cm c) 100 cm d) 90 cm e) 54 cm 2ª PS de Física / 2º ano / Prof. Miguel / Pág. 3

4 10ª Questão: Quando um raio de luz monocromática, propagando-se num meio transparente, incide numa superfície de outro e refrata de forma que os raios refletido e refratado são perpendiculares, ocorre o fenômeno da polarização do raio refletido correspondente. Neste caso o ângulo de incidência é chamado de ângulo de Brewster e tem um valor particular para cada par de meios transparentes diferentes. Considere um plástico transparente cujo índice de refração seja np = 3 imerso no ar (nar = 1,0). Qual é ângulo de Brewster para este dióptro? a) 0 b) 30º c) 45 d) 60 e) 90 11ª Questão: A respeito do fenômeno da Refração, são feitas as seguintes afirmativas: I. Em um determinado material transparente, desde que ele seja homogêneo, todos os raios de luz de todas as frequências se propagam com velocidades idênticas. ( ) II. Quando observamos um peixe dentro d água, a única posição de observação em que vemos a imagem do peixe na posição real onde ele se encontra é quando olhamos perpendicularmente à superfície da água. ( ) III. Considerando dois cristais de formatos idênticos, um de vidro (nv=1,5) e outro de diamante (nd=2,4), a ocorrência de reflexões totais é mais provável, estando ambos envolvidos pelo ar, no cristal de vidro, pois nv < nd. ( ) Assinale V (verdadeira) ou F (falsa) às sentenças acima e JUSTIFIQUE apenas aquela(s) que considerar falsa(s). 12ª Questão: Ao desenvolver um novo material transparente para a fabricação de lentes especiais um engenheiro concluiu que um raio de luz monocromática tem sua velocidade 60% menor quando passa do vácuo para esse material. Qual é o valor do índice de refração absoluto n desse material? a) 1,25 b) 1,50 c) 1,75 d) 2,00 e) 2,50 13ª Questão: Um prisma de reflexão total é produzido com um vidro de índice de refração np = 2 para a radiação vermelha. Estando imerso no ar (nar = 1), qual é o maior ângulo de incidência de um raio de luz vermelha propagando-se no interior do prisma ainda poderá sofrer refração para o ar? (Dado: o ângulo limite de um dióptro é dado por seno L = n</n>.) 2ª PS de Física / 2º ano / Prof. Miguel / Pág. 4

5 14ª Questão: Considerando ainda o prisma da questão anterior, admita agora que um raio de luz vermelha, propagando-se no ar, atinja a superfície do prisma sob um ângulo de incidência i = 45. No ponto de incidência ocorre refração e reflexão. Qual é o ângulo de refração? a) 30 b) 45 c) 60 d) 75 e) 90 15ª Questão: Na capa do famoso LP The dark side of the moon do grupo Pink Floyd, um estreito pincel de luz branca é separado em suas cores fundamentais ao atravessar um prisma envolvido pelo ar. Sobre esta situação, assinale a alternativa correta. a) A dispersão também ocorreria se a luz fosse monocromática. b) O fenômeno é explicado porque o vácuo apresenta o mesmo índice de refração para todas as cores. c) A dispersão ocorre porque o vidro apresenta diferentes valores de índices de refração para as diferentes cores. d) Esta separação ocorreria mesmo que a incidência fosse perpendicular à superfície do prisma. e) O índice de refração do ar é maior que o do vidro. 2ª PS de Física / 2º ano / Prof. Miguel / Pág. 5