Exercícios REFRAÇÃO 2

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1 Exercícios REFRAÇÃO 2 1.(UFPR) Descartes desenvolveu uma teoria para explicar a formação do arcoíris com base nos conceitos da óptica geométrica. Ele supôs uma gota de água com forma esférica e a incidência de luz branca conforme mostrado de modo simplificado na figura ao lado. O raio incidente sofre refração ao entrar na gota (ponto A) e apresenta uma decomposição de cores. Em seguida, esses raios sofrem reflexão interna dentro da gota (região B) e saem para o ar após passar por uma segunda refração (região C). Posteriormente, com a experiência de Newton com prismas, foi possível explicar corretamente a decomposição das cores da luz branca. A figura não está desenhada em escala e, por simplicidade, estão representados apenas os raios violeta e vermelho, mas deve-se considerar que entre eles estão os raios das outras cores do espectro visível. Sobre esse assunto, avalie as seguintes afirmativas: 1. O fenômeno da separação de cores quando a luz sofre refração ao passar de um meio para outro é chamado de dispersão. 2. Ao sofrer reflexão interna, cada raio apresenta ângulo de reflexão igual ao seu ângulo de incidência, ambos medidos em relação à reta normal no ponto de incidência. 3. Ao refratar na entrada da gota (ponto A na figura), o violeta apresenta menor desvio, significando que o índice de refração da água para o violeta é menor que para o vermelho. Assinale a alternativa correta. a)somente a afirmativa 1 é verdadeira. b)somente a afirmativa 2 é verdadeira. c)somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras. d)somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. e)somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras. 2-Um raio de luz monocromática, propagando-se num meio transparente A, cujo índice de refração é n A = 1, incide na superfície S de separação com outro meio transparente B, de índice de refração n B = 2, e se refrata como mostra o esquema a seguir. Qual o valor do ângulo limite quando a luz vai do meio B para o meio A?

2 3-Um helicóptero faz um voo de inspeção sobre as águas transparentes de uma certa região marítima e detecta um submarino a uma profundidade aparente de 450 m no momento em que seus centros estão unidos pela mesma vertical. O índice de refração absoluto da água do mar é 1,5 e o do ar é 1,0. Qual a profundidade real do submarino? a)150 m b)300 m c)600 m d)675 m e)900 m 4-Sobre a refração, afirma-se: I- A imagem que se observa das estrelas encontra-se acima de sua real posição, tomando-se como referência o horizonte. II- A reflexão interna total ocorre quando a luz proveniente de um meio de menor índice de refração propaga-se em outro meio de maior índice. III - Um raio de luz, no ar, ao atingir com ângulo de incidência igual a 30 a superfície de separação de um meio mais refringente, refrata e forma com a normal um ângulo menor que 30. IV- As miragens nos desertos e a imagem de um carro refletida no asfalto, em um dia quente e ensolarado, são virtuais e invertidas. São corretos apenas os itens a) I e II. b) I e III. c) III e IV.

3 d) I, II e III. e) II, III e IV. 5- A profundidade de uma piscina vazia é tal que sua parede, revestida com azulejos quadrados de 12 cm de lado, contém 12 azulejos justapostos verticalmente. Um banhista, na borda da piscina cheia de água (índice de refração da água igual a 4/3), olhando quase perpendicularmente, verá a parede da piscina formada por: a)12 azulejos de 9 cm de lado vertical. b)9 azulejos de 16 cm de lado vertical. c)16 azulejos de 9 cm de lado vertical. d)12 azulejos de 12 cm de lado vertical. e)9 azulejos de 12 cm de lado vertical. 6- (ENEM) As ondas eletromagnéticas, como a luz visível e as ondas de rádio, viajam em linha reta em um meio homogêneo. Então, as ondas de rádio emitidas na região litorânea do Brasil não alcançariam a região amazônica do Brasil por causa da curvatura da Terra. Entretanto sabemos que é possível transmitir ondas de rádio entre essas localidades devido à ionosfera. Com a ajuda da ionosfera, a transmissão de ondas planas entre o litoral do Brasil e a região amazônica é possível por meio da a) reflexão b) refração. c) difração. d) polarização. e) interferência. 7-Sob certas condições de um dia ensolarado, no asfalto quente de uma estrada, é comum que uma pessoa perceba ilusoriamente regiões que contenham poças d água ou estejam molhadas. Este fenômeno luminoso é descrito e explicado através dos princípios da: a) reflexão. b) refração. c) dispersão. d) interferência.

4 8-Um raio luminoso propagando-se no meio A incide na superfície que o separa do meio B, segundo o ângulo limite: A B Verifique as afirmativas: I- Para qualquer ângulo de incidência menor que o ângulo limite, a parcela de luz que passará para o meio B se afastará da normal. II- Mesmo para ângulos menores que o ângulo limite, uma parcela da luz poderá não passar para o meio B. III- A velocidade da luz no meio B é maior do que no meio A. São corretas: a) apenas I e II. b) apenas I e III. c) apenas II e III. d) todas. e) nenhuma. 9-(Faap-SP) Um raio luminoso, ao passar de um meio A para um meio B, forma com a normal à superfície de separação, ângulos respectivamente iguais a 30º e 60º. O meio B é o ar, cujo índice de refração absoluto é 1,0; podemos afirmar que o índice de refração do meio A, é de: 10-Analise a tabela e responda. Substância Índice de refração em relação ao ar

5 Água 1,33 Álcool etílico 1,63 Glicerina 1,47 Quartzo cristalino 1,54 Vidro comum 1,50 Para um mesmo ângulo de incidência diferente de zero, o maior desvio na direção de um raio de luz que se propaga no ar ocorrerá quando penetrar: a)na água. b)no álcool etílico. c)na glicerina. d)no quartzo cristalino. e)no vidro comum. 11- Um raio luminoso vindo do vidro vai em direção ao ar sabendo que o ângulo de incidência é de 60º é correto afirmar: Dados: (índice de refração do vidro, n=2). a) a luz passa normalmente do vidro para o ar. b) nada se pode afirmar sobre o comportamento deste raio. c) o ângulo limita e de 45º e o raio sai rasante a superfície. d) o ângulo de incidência e maior que o ângulo limite e este raio sofre reflexão total. e) o ângulo de incidência e menor que o ângulo limite e a luz não sofre desvio. 12-Um raio de luz propagando-se inicialmente no vidro, cujo índice de refração é 2, atinge a superfície que separa o vidro do ar com ângulo de incidência i. Podemos afirmar que haverá: a)refração só para i 45º. b)refração só para i 45º. c)reflexão total só para i < 45º.

6 d)refração para qualquer valor de i. e)reflexão total para qualquer valor de i. 13-(FEI-SP) Um raio luminoso propaga-se no ar com velocidade c = m/s e com um ângulo de 30º em relação à superfície de um líquido. Ao atravessar a superfície, o ângulo do raio muda para 60º. Qual é o índice de refração do líquido? a) 1 3 b) c) d) 1,73 e) 0,5 14- Um raio luminoso branco (policromático) ao passar por um prisma sofre dispersão, mudando sua velocidade dentro do prisma e transformando- se em luzes monocromáticas. Identifique respectivamente qual o fenômeno abaixo segue o mesmo princípio da figura abaixo: Vermelho alaranjado amarela verde azul anil violeta a) Cor no disco de CD. b) Cores na bolha de sabão. c) Cores no tubo de TV. d) Cores no arco-íris. e) Cores numa mancha de óleo. 15- Some as alternativas corretas: Dados: ângulo de incidência = 45º e ângulo de refração = 30º.

7 01) O ângulo de reflexão é de 45º 02) A água é mais refringente do que o ar 04) A velocidade da luz é maior na água do que no ar 08) O ângulo limite ocorre independentemente do sentido de propagação do raio 16) O raio de luz ao se propagar da água para o ar sairá rasante a superfície para um ângulo de incidência de 45º 32) A fibra ótica funciona baseada no princípio da reflexão total. 16-A figura abaixo representa um raio luminoso comum AB, proveniente do ar e incidente numa placa de vidro plana. É correto afirmar: A Normal B C D a) O trajeto do raio no interior do vidro é melhor representado por BD. b) BC pode representar o trajeto do raio no interior do vidro. c) O ângulo de incidência é igual ao ângulo de refração d) A velocidade da luz no vidro é maior do que no ar. e) O raio que penetra no interior do vidro, o raio AB e a perpendicular à placa em B estão todos com mesma velocidade. 17-Na figura abaixo representa-se a reflexão e a refração de um feixe de luz monocromática que incide sobre a superfície de separação de dois meios, A e B.Com base nas propriedades da luz, é correto afirmar:

8 1 2 A B 3 a) Os ângulos 1, 2 e 3 são iguais. b) O índice de refração do meio A é maior que o do meio B. c) A velocidade de propagação da luz no meio A é menor do que no meio B. d) O comprimento de onda da luz no meio A é menor que no meio B. e) A frequência da luz no meio A é igual à frequência da luz no meio B. 18- Um raio de luz monocromática incide perpendicularmente em uma das faces de um prisma equilátero e emerge de forma rasante pela outra face. Considerando 3 = 1,73 e supondo que o prisma imerso no ar, cujo índice de refração é 1, o índice de refração do material que constitui o prisma será, aproximadamente. a) 0,87 b) 1,15 c) 2,00 d) 1,41 e) 2,82 19-Qual a trajetória correta para o raio incidente I que incide na face AB do prisma da figura abaixo:

9 a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) Quando a luz emerge da água para o ar: a) seu ângulo de refração diminui. b) sua velocidade sempre diminui. c) sua direção de propagação necessariamente se altera. d) sua cor modifica-se ligeiramente. e) sua velocidade de propagação aumenta. 21- Um raio luminoso, ao passar de um meio A para um meio B, forma com a normal à superfície de separação, ângulos respectivamente iguais a 30º e 60º. O meio B é o ar, cujo índice de refração absoluto é 1,0; podemos afirmar que o índice de refração do meio A, é de:(dados: sen 30º = ½; sen 60º = 3 2 ) a) ½ b) 1 c) 3 2 d) 3 4 e) 3

10 22- Um raio luminoso vai do ar para a água com um ângulo de incidência de 45 º e sofre refração formando um ângulo de 30º.Podemos afirmar que: Ar Água a) O ângulo de reflexão é de 90º. b) A água é menos refringente do que o ar. c) A velocidade da luz é maior na água do que no ar. d) O ângulo limite ocorre independentemente do sentido de propagação do raio. e) O raio de luz ao se propagar da água para o ar sairá rasante a superfície para um ângulo de incidência de 45º. 23- (PUC-SP) É dada a tabela: Material Índice de refração absoluto Gelo 1,309 Quartzo 1,544 Diamante 2,417

11 Rutilo 2,903 É possível observar reflexão total com luz incidindo do: a) gelo para o quartzo. b) gelo para o diamante. c) quartzo para o rutilo. d) rutilo para o quartzo. e) gelo para o rutilo. GABARITO 1-c 2-30º 3-d 4-b 5-a 6-a 7-b 8-d b 11-d 12-b 13-d 14-d a 17-e 18-b 19-d 20-E, 21-E, 22-E, 23-D

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