Aluno(a): Nº. Professor: Fabrízio Gentil Série: 2 o ano Disciplina: Física - Refração

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1 Lista de Exercícios Pré Universitário Uni-Anhanguera Aluno(a): Nº. Professor: Fabrízio Gentil Série: o ano Disciplina: Física - Refração 01 - (FPS PE) Um feixe de luz vermelha é emitido por uma caneta laser (apontador laser) e viaja no ar com uma velocidade de propagação da ordem de Km/s (c = m/s). O feixe de laser passa através de uma peça de acrílico cujo índice de refração vale n = 1,46. A velocidade de propagação do feixe de laser dentro da peça de acrílico será, aproximadamente, de: a) 1, m/s b) 3, m/s c) 5, m/s d) 4, m/s e), m/s 0 - (PUC RJ) Uma onda luminosa se propaga em um meio cujo índice de refração é 1,5. Determine a velocidade de propagação desta onda luminosa no meio, em m/s. Considere a velocidade da luz no vácuo igual a 3, m/s a) 0, b) 1, c), d), e) 3, (UECE) Um raio de luz monocromático reduz sua velocidade em 50 % ao passar do meio I para o meio II. Podemos afirmar que o índice de refração do meio II é maior que o índice de refração do meio I: a) 1,3 vezes b) 1,5 vezes c),0 vezes d),5 vezes 04 - (UNEMAT MT) Analise as afirmativas. I. Índice de refração absoluto de um meio é a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio. II. A luz tem sua maior velocidade quando se propaga no vácuo, em qualquer outro meio sua velocidade será menor. III. Quanto menor a velocidade de propagação da luz num determinado meio, menor o seu índice de refração absoluto. IV. Um meio é considerado mais refringente que outro quando possui menor índice de refração absoluto. Assinale a alternativa correta. a) Somente I é verdadeira. b) Somente IV é verdadeira. c) Somente I e III são verdadeiras. d) Somente III é verdadeira. e) Somente I e II são verdadeiras. 1

2 05 - (UFLA MG) Na figura abaixo, observa se um raio de luz que atravessa o meio 1 e passa para o meio sofrendo uma refração, de forma que o raio refratado afasta se da normal N. Analisando esse fenômeno óptico, é CORRETO afirmar: a) a velocidade da luz é a mesma nos dois meios. b) a velocidade da luz no meio é maior que a velocidade da luz no meio 1. c) a velocidade da luz no meio 1 é maior que a velocidade da luz no meio. d) a velocidade da luz não influencia o fenômeno de refração, pois esse fenômeno depende apenas da refringência do meio (CEFET PR) Na figura está representada a trajetória de um raio luminoso que se propaga num meio (1) e refrata na direção rasante no meio (). Os meios (1) e () são isótropos, homogêneos e transparentes. Dessa forma, considere as seguintes afirmações: I. A velocidade de propagação da luz é maior no meio (1) do que no meio (). II. O índice de refração absoluto do meio (1) é maior do que do meio (). III. O índice de refração do meio em relação ao meio (1) é igual a. É correto o que se afirma apenas em: a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III (UEPB) Em 161, o cientista holandês Willebrord van Roijen SNELL ( ) investigou o fenômeno físico da propagação da luz em diversos meios, e estabeleceu, baseado na evidência experimental, a lei que levou o seu nome Lei de Snell ou Lei da Refração. Considere esta lei aplicada à seguinte situação: O índice de refração absoluto (n) de um meio material (conforme a figura) é definido como sendo a razão entre a velocidade da luz no meio 1 e a velocidade da luz no meio.

3 A tabela a seguir relaciona o índice de refração para sete meios materiais diferentes. Se necessário, adote c = m/s. Meio material Vácuo Ar Água Álcool etílico Óleo Vidro (crown) Vidro (flint) Índice de refração 1,0000 1,0003 1,3300 1,3600 1,4800 1,5000 1,6600 Com base nessa tabela, é correto afirmar que a) a velocidade da luz não se altera quando muda de meio. b) a velocidade da luz no vidro (crown) é a mesma que no vidro (flint). c) o ar é o meio onde a luz apresenta maior velocidade. d) o vidro (flint) é o meio onde a luz viaja mais rápido do que no óleo. e) na água a luz viaja mais rápido do que no álcool etílico (UNESP) O índice de refração absoluto de um determinado material é encontrado fazendo uma relação entre a velocidade da luz no vácuo e no material. Considerando o índice de refração da água como sendo, aproximadamente, 1,3 e a velocidade da luz no vácuo como sendo 3,0x10 8 m/s, a melhor estimativa para a velocidade da luz na água é a) 0,4x10 8 m/s. b) 0,9x10 8 m/s. c),3x10 8 m/s. d) 3,0x10 8 m/s. e) 3,9x10 8 m/s 09 - (UFGD) A figura a seguir é uma representação de um lápis mergulhado em um copo cheio com dois materiais desconhecidos (I e II). (Modificado de: Sobre essa figura, é correto afirmar que a) O índice de refração do material I é maior que o do material II. b) O índice de refração do material I é igual ao do material II. c) O índice de refração do material I é menor que o do material II. 3

4 d) O índice de refração do copo é igual aos dos materiais I e II. e) Não se pode afirmar nada sobre os índices de refração dos dois materiais (UNIFICADO RJ) Um feixe de luz se propagando pelo ar incide em um cubo de acrílico cuja aresta mede 6 cm, fazendo um ângulo de 45º com a superfície desse cubo. O feixe de luz atravessa o cubo e sai na face oposta a uma altura h, acima da posição de incidência, como mostra a Figura. Calcule a distância h em cm. a) 3,0 b) 3,4 c) 5,1 d) 6,0 e) 10, 11 - (UNISA SP) Dois meios transparentes, sendo um deles o ar e o outro mais refringente, estão separados por uma interface plana. Sabese que o ângulo limite, a partir do qual há reflexão total, é igual a 45, conforme figura. Considere os dados da tabela. Em nova situação, o raio luminoso, proveniente do ar, incide na interface formando com ela, novamente, um ângulo de 45. Nessa nova condição, o valor do ângulo que o raio refratado forma com a interface é a) 60. b) 30. c) 90. d) 45. e) 0. 4

5 1 - (MACK SP) Um raio de luz monocromático que se propaga no ar (índice de refração = 1) atinge a superfície de separação com um meio homogêneo e transparente, sob determinado ângulo de incidência, diferente de 0º. Considerando os meios da tabela abaixo, aquele para o qual o raio luminoso tem o menor desvio é Meio Água Álcool etílico Diamante Glicerina Vidro comum Índice de refração 1,33 1,66,4 1,47 1,5 a) Água b) Álcool etílico c) Diamante d) Glicerina e) Vidro comum 13 - (ESCS DF) Uma onda luminosa monocromática que se propaga em um meio 1, homogêneo e de índice de refração n 1, é parcialmente refletida e parcialmente refratada ao incidir sobre a superfície plana de separação entre o meio 1 e um meio, também homogêneo e de índice de refração n. A razão entre os índices de refração é n / n1 = e o ângulo de incidência θ é tal que o raio refletido faz com o raio refratado um ângulo reto, como ilustra a figura. Nesse caso, o seno do ângulo θ é igual a: a) 1/3 b) 1/ c) / 3 d) / e) 3 / 14 - (UERJ) 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: 5

6 Considere os seguintes índices de refração: n A = 1,0 (meio A) n B = 1, (meio B) Determine a que distância do ponto O o raio emerge, após a reflexão no espelho (UFU MG) 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 O raio de luz que se propaga inicialmente no diamante incide com um ângulo θ i = 30º em um meio desconhecido, sendo o ângulo de refração θ r =45º. O meio desconhecido é: a) Vidro de altíssima dispersão b) Ar c) Água (0º C) d) Safira 16 - (PUCCAMP SP) Há uma série de fenômenos observáveis que ocorrem na atmosfera terrestre e que são determinados pela refração da luz ao percorrêla. São exemplos, o arco-íris, a formação de halos ao redor da Lua, a posição aparente dos astros mais elevada que a real, o fenômeno das miragens no deserto, a aurora boreal. A refração é o fenômeno da mudança na velocidade da propagação da luz ao passar de um meio transparente para outro. Considere um raio luminoso que forma ângulos iguais a 45 e 60 com a superfície que separa o vácuo do meio transparente e homogêneo M, como representado na figura. Dados: Velocidade da luz no vácuo = 3, sen 30 = cos 6 = m/s 6

7 sen 45 = cos 45 = sen 60 = cos 30 = 3 De acordo com a situação apresentada, a velocidade dá luz no meio M, em m/s, vale a) 1, b) 1, c) 1, d) 1, e) 1, (UNIMONTES MG) Um feixe de luz monocromática, propagando-se na água (índice de refração igual a 4/3), incide na interface da água com o ar (índice de refração igual a 1), num ângulo limite L, sendo totalmente refletido. O valor do cosseno desse ângulo L é igual a a) 7/4. b) 3/4. c) 7 / 4. d) 1/ (UESPI) A figura a seguir ilustra a refração de um feixe de luz monocromática de um meio A, com índice de refração igual a 1, para um meio B, cujo índice de refração é igual a: Dados: sen (30º) = cos(60º) = 1/ cos( 30º) = sen(60º) = a) 1/3 1/ b) 1/ c) 1 d) 3 1/ e) (PUC RS) Um raio de luz monocromática atravessa três materiais distintos sobrepostos, como mostrado no esquema abaixo. A partir desta representação, considerando os índices de refração absolutos (em relação ao vácuo, n = 1) desses materiais, é correto afirmar que: 7

8 a) n 1 > n > n 3 b) n > n 1 > n 3 c) n 3 > n > n 1 d) n 3 > n 1 > n e) n 1 > n 3 > n 0 - (UEL PR) A águia-de-cabeça-branca (Haliaeetus leucocephalus) é uma águia nativa da América do Norte que se alimenta principalmente de peixes. Sua estratégia de pesca é a seguinte: a águia faz um voo horizontal ligeiramente acima da superfície da água. Quando está próxima, ela se inclina apontando suas garras para a sua presa e, com uma precisão quase infalível, afunda suas garras na água arrebatando sua refeição. (Disponível em: < Acesso em: 15 set. 010.) Com base nos conhecimentos sobre reflexão e refração da luz e de formação de imagens reais e virtuais, considere as afirmativas a seguir. I. A grande distância, o fenômeno de reflexão interna total impede que o peixe veja a águia. II. À medida que se aproxima, a águia vê a profundidade aparente do peixe aumentar. III. À medida que a águia se aproxima, o peixe vê a altura aparente da águia diminuir. IV. Durante a aproximação, as imagens vistas pela águia e pelo peixe são reais. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e III são corretas. b) Somente as afirmativas I e IV são corretas. c) Somente as afirmativas II e III são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 1 - (UFPA) Os índios amazônicos comumente pescam com arco e flecha. Já na Ásia e na Austrália, o peixe arqueiro captura insetos, os quais ele derruba sobre a água, acertando-os com jatos disparados de sua boca. Em ambos os casos a presa e o caçador encontram-se em meios diferentes. As figuras abaixo mostram qual é a posição da imagem da presa, conforme vista pelo caçador, em cada situação. 8

9 Identifique, em cada caso, em qual dos pontos mostrados, o caçador deve fazer pontaria para maximizar suas chances de acertar a presa. a) Homem em A; peixe arqueiro em 1 b) Homem em A; peixe arqueiro em 3 c) Homem em B; peixe arqueiro em d) Homem em C; peixe arqueiro em 1 e) Homem em C; peixe arqueiro em 3 - (UNIMONTES MG) Um raio de luz propagando-se em um meio transparente 1, cujo índice de refração é 1,5, atinge a superfície de um meio transparente, sofrendo reflexão e refração, como mostra a figura a seguir. Dados: sen30º = cos60º = 0,5 ; sen60º = cos30º = 0,87; sen45º = cos45º = 0,71; (velocidade da luz no meio1) c 1 =, m/s A velocidade da luz, em m/s, no meio transparente, é, aproximadamente, a), b), c) 3, d) 1, (IME RJ) Um raio de luz monocromática incide em um líquido contido em um tanque, como mostrado na figura. O fundo do tanque é espelhado, refletindo o raio luminoso sobre a parede posterior do tanque exatamente no nível do líquido. O índice de refração do líquido em relação ao ar é: a) 1,35 b) 1,44 c) 1,41 d) 1,73 e) 1, (UNIMONTES MG) 9

10 Ao observar uma arruela, colocada no fundo de uma vasilha, sob um ângulo de 60º em relação à vertical, cheia com um líquido de índice de refração 1,74, a imagem da arruela sofre uma elevação aparente h. Determine, aproximadamente, a razão h y. Dados Índice de refração do ar = 1 θ 30º 45º 60º Senθ 0,500 0,707 0,866 Cosθ 0,866 0,707 0,500 a) 0,707. b) 0,10. c) 0,866. d) 0,577. TEXTO: 1 - Comum à questão: 5 Esta prova tem por finalidade verificar seus conhecimentos sobre as leis que regem a natureza. Interprete as questões do modo mais simples e usual. Não considere complicações adicionais por fatores não enunciados. Em caso de respostas numéricas, admita exatidão com um desvio inferior a 5 %. A aceleração da gravidade será considerada como g = 10 m/s². 5 - (UPE) Um raio de luz monocromática propaga-se num vidro de índice de refração igual a e incide num dioptro plano vidro-ar, sob ângulo de incidência igual a 60º. Considerando o índice de refração do ar igual a 1, a respeito desse fenômeno, pode-se concluir que ocorrerá ( Dado :sen 45º = 10

11 a) reflexão total. b) apenas reflexão. c) reflexão e refração. d) apenas refração. e) refração e reflexão total. GABARITO: 1) Gab: E ) Gab: C 3) Gab: C 4) Gab: E 5) Gab: B 6) Gab: B 7) Gab: E 8) Gab: C 9) Gab: C 10) Gab: B 11) Gab: A 1) Gab: A 13) Gab: E 14) Gab: 30 cm15) Gab: D 16) Gab: E 17) Gab: C 18) Gab: D 19) Gab: B 0) Gab: C 1) Gab: E ) Gab: B 3) Gab: A 4) Gab: D 5) Gab: A 11