3Parte. FICha De avaliação N.º 3. Grupo I

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1 FICha De avaliação N.º 3 ESCOLA: NOME: N. O : TURMA: DATA: Grupo I 1 As ondas eletromagnéticas foram previstas por Maxwell e comprovadas experimentalmente por Hertz. 1.1 Selecione a opção correta. A. as ondas eletromagnéticas são ondas longitudinais que se propagam no vácuo com velocidade constante. B. São exemplos de ondas eletromagnéticas as ondas de rádio, as ondas sonoras, as micro-ondas e os raios X. C. Um campo magnético variável produz um campo elétrico também variável no tempo permitindo que energia e informação sejam transmitidas a grandes distâncias. D. as ondas eletromagnéticas são originadas por cargas elétricas em repouso. 1.2 Considere uma carga com um período de oscilação de 5, s. Determine o valor do comprimento de onda quando a onda se propaga no vácuo. 2 As antenas das emissoras de rádio emitem ondas eletromagnéticas com frequências que variam de uma estação para a outra. Considere uma rádio que emite frequências na gama entre 75,7 MHz e 90,5 MHz. Determine o intervalo de valores em que está compreendido o comprimento de onda emitido pela rádio. 3 Identifique os fenómenos que se encontram representados esquematicamente nas figuras. a B C a B C 213

2 A figura representa um feixe de luz monocromático de frequência 9, Hz a incidir na superfície de separação de dois meios transparentes. Considere que o meio A é o ar. Os ângulos de incidência e de refração são, respetivamente, 27 e 15. Determine o valor do comprimento de onda do feixe no meio B. meio A meio B Grupo II 1 A figura representa uma tina contendo uma mistura de etanol e água, 70 % em etanol, sobre a qual incide um feixe muito fino de radiação monocromática segundo a direção representada. Na tabela seguinte, apresentam-se os valores dos índices de refração da solução a diferentes temperaturas. temperatura/ C 20,0 30,0 0,0 50,0 60,0 Índice de refração 1,3659 1,361 1,3579 1,353 1,399 ar (1) etanol i 1 i 2 Fonte: revista do Centro de Ciências Naturais e exatas 1.1 refira, justificando, o fenómeno evidenciado na figura. 1.2 Selecione a opção que completa o sentido do texto. Quando a luz se propaga da solução e incide na superfície de separação entre a solução e o ar, segundo o ângulo crítico, ocorre reflexão total. O ângulo crítico desta solução depende A. do ângulo de incidência. B. do ângulo de refração. C. da concentração da solução. D. da concentração da solução e do comprimento de onda da radiação incidente. 1.3 Determine o valor do ângulo crítico, da mistura, à temperatura de 50 C (n ar = 1,00). 1. Selecione a opção que completa corretamente a frase seguinte. Quanto maior for a temperatura A. menor é a velocidade de propagação da luz na mistura e menor é o comprimento de onda. B. maior é a velocidade de propagação da luz na mistura e maior é o comprimento de onda. C. menor é a velocidade de propagação da luz na mistura e maior é o comprimento de onda. D. maior é a velocidade de propagação da luz na mistura e menor é o comprimento de onda. 21

3 1.5 admita que o comprimento de onda do feixe incidente na solução de etanol a 30 C é 21 nm. Determine a frequência do feixe incidente. Grupo III 1 A fibra ótica é muito utilizada nas telecomunicações para transmitir informação. É constituída por cilindros concêntricos, com índices de refração diferentes. O centro da fibra, normalmente é denominado núcleo e a região externa é denominada revestimento. 1.1 refira quais são as propriedades do material do núcleo da fibra ótica bem como o fenómeno em que se baseia a propagação da luz no seu interior. 1.2 Nas comunicações por fibras óticas utiliza-se frequentemente luz laser. a figura representa um feixe de laser que se propaga no meio 1 e incide na superfície de um meio 2. tendo em conta a situação descrita, selecione a opção correta. A. O ângulo de incidência é de 35. B. O ângulo de incidência é de 50. C. O ângulo de refração é de 55. D. O ângulo de refração é de Selecione a opção que completa corretamente a frase seguinte. Para ocorrer o fenómeno da reflexão total numa fibra ótica, o ângulo limite de incidência da luz em relação à direção normal é [ ] 90, e n 1 deve ser [ ] n 2. A. [ ] menor do que [ ] menor do que [ ] B. [ ] menor do que [ ] maior do que [ ] C. [ ] igual a [ ] menor do que [ ] D. [ ] igual a [ ] maior do que [ ] 2 Considere um raio laser que incide numa das extremidades de uma fibra ótica, segundo um ângulo de incidência de 50. O núcleo da fibra tem o índice de refração n 1 e o revestimento 1, Determine o índice de refração do núcleo da fibra. 50º 35º 30º 50º meio 1 meio 2 n 2 n Verifique se o raio incidente representado na figura propagar-se-á através da fibra ótica. Comece por calcular o valor do ângulo limite, para que ocorra reflexão no núcleo da fibra. 215

4 Grupo IV 1 Considere um feixe de luz laser, de frequência, Hz, que se propaga no ar e atravessa uma fenda. 1.1 Indique o nome do fenómeno representado na figura. 1.2 Calcule a ordem de grandeza, da dimensão da fenda, para que seja possível visualizar o fenómeno representado na figura. 1.3 relativamente ao fenómeno ondulatório representado na figura, selecione a opção correta. A. este fenómeno ocorre mais acentuadamente para ondas eletromagnéticas relativamente a ondas sonoras, porque o comprimento de onda da luz é maior. B. este fenómeno só ocorre para ondas longitudinais. C. Para que este fenómeno ocorra numa fenda, o comprimento de onda deve ser maior ou da ordem de grandeza das dimensões da fenda. D. O fenómeno representado é mais acentuado com luz violeta do que com luz vermelha. 2 Sobre uma fenda estreita incide luz monocromática de 1 nm. Num alvo, a 2,00 m de distância, o afastamento linear entre o segundo mínimo de difração e o máximo central é de 1,50 cm. Determine o ângulo de difração, i, deste segundo mínimo sabendo que nm = d sen i. 3 Um rapaz encontra-se em repouso numa paragem de autocarro. Refira, justificando, em que situações o rapaz tem a perceção da alteração de frequência do som. I. O alarme de um carro, estacionado perto do rapaz, dispara. II. Uma ambulância, com a sirene ligada, aproxima-se da paragem de autocarro. III. Um automobilista afasta-se do rapaz tocando a buzina permanentemente. GRUPO I GRUPO II GRUPO III GRUPO IV QUESTÃO total COTAÇÃO

5 Critérios específicos de classificação da Ficha de avaliação n. o 3 Grupo I pontos Opção C 1.2 pontos Determinação do comprimento de onda: m = c T (m = 1500 m) 2 pontos (A) Determinação dos comprimentos de onda (m = 3,96 m; m = 0,30 m) (B) exprimir o resultado obtido em intervalo de valores (m = [0,30 ; 3,96] m) 3 pontos (A) reflexão especular da luz. (B) reflexão difusa da luz. (C) refração da luz. pontos pontos pontos 1 pontos (A) Índice de refração do meio B a partir da lei de Snell-Descartes (n = 1,75) (B) Velocidade de propagação do feixe no meio B (v = 1,71 10 m s -1 ) (C) Comprimento de onda do feixe (m = 1, m) pontos 5 pontos 5 pontos Grupo II 1 50 pontos 1.1 pontos a resposta integra os tópicos de referência seguintes ou outros de conteúdo equivalente: (A) O fenómeno evidenciado é a refração da luz. (B) É possível observar na figura o desvio na direção de propagação do feixe quando este se transmite do etanol para o ar onde a velocidade de propagação é diferente. NÍVEIS Descritores do nível de desempenho PONTUAÇÃO a resposta integra os dois tópicos de referência com organização coerente dos conteúdos e linguagem científica adequada. a resposta integra os dois tópicos de referência com falhas na organização dos conteúdos ou na utilização da linguagem científica. a resposta integra apenas um dos tópicos de referência com linguagem científica adequada. a resposta integra apenas um dos tópicos de referência com falhas na utilização da linguagem científica pontos Opção D 217

6 1.3 pontos Obter o valor do ângulo crítico (7,6 ). 1. pontos Opção B pontos Identificação do índice de refração a 30 C (n = 1,361) 2 pontos Cálculo da velocidade de propagação do feixe (v = 2,2 10 m s -1 ) 5 pontos Determinação da frequência do feixe (f = 7, 10 1 hz) 5 pontos Grupo III 1 2 pontos 1.1 pontos a resposta integra os tópicos de referência seguintes ou outros de conteúdo equivalente: (A) O material do núcleo da fibra ótica deve apresentar elevada transparência e elevado índice de refração. (B) a luz propaga-se no interior da fibra por reflexão total. NÍVEIS Descritores do nível de desempenho PONTUAÇÃO a resposta integra os dois tópicos de referência com organização coerente dos conteúdos e linguagem científica adequada. a resposta integra os dois tópicos de referência com falhas na organização dos conteúdos ou na utilização da linguagem científica. a resposta integra apenas um dos tópicos de referência com linguagem científica adequada. a resposta integra apenas um dos tópicos de referência com falhas na utilização da linguagem científica pontos Opção D 1.3 pontos Opção B 2 20 pontos 2.1 pontos Obter o valor do índice de refração aplicando a lei de Snell-Descartes (n 2 = 1,5) 2.2 pontos (A) Obter o valor do ângulo limite/crítico (a limite = 71, ) (B) Obter o valor do ângulo incidente a incidente = = 60 (C) Comparar o valor do ângulo incidente com o valor do ângulo limite Como o valor do ângulo incidente é inferior ao valor do ângulo limite não corre o fenómeno reflexão total no núcleo da fibra. 2 pontos pontos 21

7 Grupo IV 1 2 pontos 1.1 pontos Difração da luz. 1.2 pontos (A) Obter o valor do comprimento de onda (m = 60 nm = 6, m) (B) a ordem de grandeza das dimensões da fenda é igual à ordem de grandeza do comprimento de onda (10-6 m) 1.3 pontos Opção C 2 pontos 150, # 10-2 sen i. tg i = = 7, , -3 i. 0,3 3 pontos a resposta integra os tópicos de referência seguintes ou outros de conteúdo equivalente: (A) Nas situações II e III verifica-se o efeito Doppler. (B) Na situação I, a frequência sonora é invariável. Na situação II, a frequência aumenta e na situação III, a frequência diminui. NÍVEIS Descritores do nível de desempenho PONTUAÇÃO a resposta integra os dois tópicos de referência com organização coerente dos conteúdos e linguagem científica adequada. a resposta integra os dois tópicos de referência com falhas na organização dos conteúdos ou na utilização da linguagem científica. a resposta integra apenas um dos tópicos de referência com linguagem científica adequada. a resposta integra apenas um dos tópicos de referência com falhas na utilização da linguagem científica

8 Grelha de cotação da Ficha de avaliação n.º 3 N.º Nome QUESTÃO COTAÇÃO GRUPO I GRUPO II GRUPO III GRUPO IV TOTAL