Apostila 2. Capítulo 9. Refração. Página 321. Gnomo

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1 Apostila 2 Capítulo 9 Página 321 Refração

2 Refração Refração da luz é a passagem da luz de um meio para outro, acompanhada de variação em sua velocidade de propagação. O que caracteriza a refração é a variação da velocidade de propagação; o desvio da luz pode ou não ocorrer.

3 Índice de Refração O índice de refração absoluto de um meio (n) para uma dada luz mo no cromática é definido como a razão entre o módulo da velo cidade (c) com que a luz se propaga no vácuo e o módulo da velocidade (V) com que a luz considerada se propaga no meio em questão: Dados dois meios, o de maior índice de refração é chamado mais refringente. O índice de refração (n) é uma grandeza adimensional.

4 Particularidades do Índice de Refração Como o módulo da velocidade de propagação da Luz no vácuo é C, temos que: Para o vácuo, temos V = C e n = 1. Como para o ar a velocidade de propagação da Luz é praticamente C, temos que: Para o ar, temos V C e n 1. Para qualquer outro meio óptico V < C e n > 1.

5 Elementos da Refração S RI i N I r n 1 meio 1 meio 2 n 2 RR Sejam: S: superfície de separação. RI: raio de luz incidente. I: ponto de incidência da luz. N: reta normal à superfície. RR: raio de luz refratado. i: ângulo de incidência da luz, o ângulo formado entre o raio incidente R e a normal N. r: ângulo de refração da luz, o ângulo formado entre o raio refratado R' e a normal N.

6 Dispersão É a decomposição da luz nas sete cores que constitui a luz branca. V A A V A A V Vermelho, Alaranjado, Amarelo, Verde, Azul, Anil e Violeta. Ordem crescente de desvio Isto ocorre porque cada cor possui um índice de refração diferente.

7 O problema do peixinho Quando olhamos um peixe sob a água, vemos uma imagem virtual dele, ou seja, vemos algo que não é realmente o peixe. Isso ocorre porque a luz proveniente do peixe sofre refração ao passar para o ar, sendo assim como ele está no meio mais refringente ele parece estar mais próximo da superfície do que realmente está. Dizemos que houve uma aproximação da superfície.

8 Exercícios Extras 1. Considere que a velocidade da luz no vácuo é de 3 105Km/s e o índice de refração absoluto no ar é de 1,0003. a) Calcule a velocidade aproximada da propagação da luz no ar. b) De quanto diminuirá aproximadamente a velocidade da luz ao passar do vácuo para o ar? Nos testes que exigem resolução matemática, realize-a em seu caderno. 2. Você consegue ler as informações impressas com tinta preta numa folha branca porque nela ocorrem, principalmente: a) a reflexão regular e a refração da luz. b) a reflexão difusa e a absorção da luz. c) a refração e a difusão da luz. d) a dispersão e a refração da luz. 3. Na figura abaixo, S1 e S2 são superfícies de separação de meios transparentes. A trajetória do raio de luz representada indica que: a) ele se reflete em S1 e S2. b) ele se refrata em S1 e S2. c) ele se reflete em S1 e se refrata em S2. d) ele se refrata em S1 e se reflete em S2. 4. (Cesgranrio adaptado) Um raio de luz atravessa a superfície de separação de dois meios A e B, homogêneos e transparentes, formando com a normal um ângulo de 30º, no meio A, e um ângulo de 60, no meio B. Podemos afirmar que: a) a velocidade de propagação da luz é maior no meio A do que no meio B. b) a velocidade de propagação da luz é a mesma nos dois meios. c) o meio A é menos refringente que o meio B. d) o índice de refração do meio A é maior do que o do meio B.

9 5. (Fuvest adaptado) Um raio luminoso atinge uma superfície de separação entre dois meios transparentes, sofrendo reflexão e refração. A ilustração ao lado mostra o fenômeno sem indicar a orientação dos raios. Podemos afirmar que as semirretas a, b e c representam, respectivamente, os raios de: a) incidência, refração e reflexão. b) refração, incidência e reflexão. c) reflexão, refração e incidência. d) reflexão, incidência e refração. 5. A figura a seguir representa uma lâmina de faces paralelas imersas no ar, onde i é um raio incidente e n é a normal. A trajetória que representa a continuidade de i ao atravessar a lâmina poderá ser: a) I ou V. b) apenas II. c) apenas III. d) II ou IV. 6. Observe a ilustração abaixo. Ao incidirmos um feixe de luz branca sobre um prisma, notamos a dispersão da luz no feixe emergente, sendo que a cor violeta sofre o maior desvio, e a vermelha, o menor. Com base nestas informações, pode-se afirmar que: A trajetória que representa a continuidade de i ao atravessar a lâmina poderá ser: a) O índice de refração do vidro é menor para a luz violeta. b) o índice de refração do vidro é maior para a luz vermelha. c) a velocidade da luz violeta dentro do vidro é maior que a da vermelha. d) a velocidade da luz vermelha dentro do vidro é maior que a da violeta.

10 7. (UFPE adaptado) É comum encontrarmos desenhos do arco-íris com as cores colocadas em ordem diferente da distribuição real. Considerando que o ordenamento das cores é o mesmo obtido quando a luz branca atravessa um prisma, e levando em conta que o desvio de cada cor é determinado pela sua frequência, indique qual a ordem espacial com que as cores indicadas abaixo aparecem no arco-íris: a) vermelho, verde, amarelo, azul. b) azul, verde, amarelo, vermelho. c) amarelo, verde, vermelho, azul. d) verde, amarelo, azul, vermelho. 8. Quando a luz proveniente do Sol incide sobre o vidro transparente da janela de uma casa, é mais correto afirmar que: a) uma parte da radiação incidente atravessa o vidro, outra parte é refletida, e uma terceira é absorvida pelo vidro, ocasionando aumento de sua temperatura. b) uma parte da radiação incidente atravessa o vidro, e outra parte é refletida e volta para a atmosfera. c) como o vidro é transparente, toda a radiação incidente atravessa o vidro, penetrando na casa. d) como o vidro é transparente, toda a radiação incidente é absorvida pelo vidro. 9. Quando a luz proveniente do vácuo atravessa um meio homogêneo e transparente, ela perde 20% de sua velocidade. O índice de refração desse meio é: a) 1,50 b) 1,25 c) 1,00 d) 0, Um feixe de luz se propaga do vácuo para um meio material de índice de refração absoluto. Sendo a velocidade de propagação da luz no vácuo de Km/s, podemos afirmar que a velocidade da luz no meio material é de: a) Km/s b) 3, Km/s c) Km/s d) 1, Km/s 11. O índice de refração de um meio homogêneo em relação ao vácuo vale 1,65. Sabendo-se que a velocidade da luz no vácuo é de m/s, a velocidade de propagação da luz nesse meio é de: a) 4, m/s b) 2,5 108 m/s c) 1, m/s d) 0, m/s

11 12. Um peixe está parado a 1,5 m de profundidade num lago de águas tranquilas e cristalinas. Uma pessoa às margens do lago observa o peixe. A profundidade aparente em que se observa o peixe deve ser: a) maior que 1,5 m, pois a refração desloca a imagem do peixe mais para o fundo. b) menor que 1,5 m, pois a refração eleva aparentemente a imagem do peixe. c) igual a 1,5 m, pois a refração não altera a posição real do peixe. d) 0 m, pois o peixe será visto na superfície do lago.

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