Recuperação 4º Bimestre

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1 Recuperação 4º Bimestre Professor: Clinton SÉRIE: 3º ano FISICA 01. Quando um raio de luz passa de um meio mais refringente para outro menos refringente: a) afasta-se da normal; b) aproxima-se da normal; c) a frequência da luz aumenta; d) não ocorre desvio; e) a velocidade de propagação da luz aumenta. 02. Um raio de luz monocromática incide na fronteira F entre dois meios transparentes, dando origem a um raio refletido e a um raio refratado, como representa a figura: a) i < r b) i > r c) i = r d) v 1 v 2 e) v 1 = v Dadas as afirmativas: I. Não é possível existir um meio homogêneo e transparente de índice de refração absoluto menor que 1. II. O módulo da velocidade de propagação da luz num meio A é 2, m/s e num meio B é 1, m/s. O índice de refração do meio A em relação ao meio B é 0,75. III. Quando se diz que um meio A é mais refringente do que um meio B, deve-se entender que o índice de refração absoluto do meio A é maior que o de B. Tem-se: a) só I é correta d) todas são corretas b) só I e II são corretas e) só II é correta c) só I e III são corretas 06. O índice de refração absoluto de um meio: a) tem sempre valor menor que 1. b) é medido em km/s. c) só pode ser igual a 1. d) obedece à relação n 1. e) não tem definição exata. Dos raios de luz R 1, R 2 e R 3, identifique o incidente, o refletido e o refratado. 03. (EESCUSP/SP) Dois recipientes de vidro contêm, respectivamente, água e tetracloroetileno, ambos completamente transparentes. Duas barras de vidro, transparentes e idênticas, são mergulhadas nos recipientes. A parte imersa na água continua quase tão visível como a que está fora. A parte imersa no tetracloroetileno fica praticamente invisível. O vidro fica praticamente invisível porque: a) o índice de refração do vidro é maior que o do ar. b) o índice de refração do vidro é menor que o da água. c) o índice de refração do tetracloroetileno é muito menor que o do vidro. d) o índice de refração do tetracloroetileno é aproximadamente igual ao do vidro. e) o índice de refração do tetracloroetileno é muito maior que o do vidro. Nota: Esse fenômeno também pode ser observado usandose o monoclorobezeno em vez do tetracloroetileno. 07. (UEM PR/2013) Com base nos conceitos relacionados à óptica geométrica, analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto. 01. Quanto maior for o índice de refração de um meio refringente, menor será sua refringência e maior será a velocidade de propagação da luz visível nesse meio. 02. Segundo a 1ª. lei da refração, o raio luminoso incidente I, o raio refratado R e a normal N à superfície de separação S entre dois meios refringentes pertencem ao mesmo plano. 04. Quando um raio de luz monocromática passa de um meio mais refringente para um meio menos refringente, o raio luminoso se aproxima da normal. 08. O índice de refração de um meio material depende das características físicas da luz que se propaga nesse meio. 16. Para qualquer par de meios materiais onde a luz visível possa se propagar, a razão entre o maior e o menor índice de refração desses meios fornece o ângulo limite para que o fenômeno da reflexão interna total possa ser observado. 08. (UFRJ) Dois raios luminosos paralelos, monocromáticos e de mesma freqüência, provenientes do ar, incidem sobre a superfície de uma esfera transparente. Ao penetrar nesta esfera, os raios convergem para um ponto P, formando entre si um ângulo de 60º, como ilustra a figura. Calcule o índice de refração absoluto do material que constitui a esfera. 04. (UNIRIO) Um feixe de raios luminosos atravessa um sistema óptico formado por dois meios transparentes de refringência distintas (dioptro), sendo i = ângulo de refração, v 1 = módulo da velocidade da luz no meio 1, e v 2 = módulo da velocidade da luz no meio 2. Na situação descrita, a opção correspondente ao que ocorre OBRIGATORIAMENTE é: 09. Para determinar o índice de refração de um material, uma peça semicilíndrica polida desse material foi colocada sobre um disco de centro O, como sugere a figura. 1

2 distância de 2,0 m de um mergulhador. Suponha o vidro da máscara plano e de espessura desprezível. Calcule a que distância o mergulhador vê a imagem do peixe. Lembre-se que para ângulos pequenos sen(a) = tan(a). Um raio de luz monocromática R 1, emitido rente ao disco, incide na peça, obtendo-se o raio refratado R 2. As distâncias s e t foram medidas, encontrando-se s = 8,0 cm e t = 5,0 cm. Calcule o índice de refração do material da peça. 13. Um raio luminoso incide sobre um cubo de vidro, como indica a figura.qual deve ser o índice de refração do vidro para que ocorra reflexão total na face vertical? 10. (Vunesp) A figura mostra um raio de luz monocromática propagando-se no ar e atingindo o ponto A da superfície de um paralelepipedo retângulo feito de vidro transparente. A linha pontilhada, norma à superfície no ponto de incidência do raio luminoso, e os três raios representados estão situados num mesmo plano paralelo a uma das faces do bloco. a) De acordo com a figura que fenômenos estão ocorrendo no ponto A? b) O ângulo limite para um raio da luz considerada, quando se propaga desse vidro para o ar, é 42º. Reproduza a figura numa folha de papel, mostrando o que acontecerá com o raio no interior do vidro ao atingir o ponto B. 14. (EFEI/MG) Um raio de luz proveniente do ponto A propaga-se pelo ar até o ponto B da superfície de uma esfera de fluorita (n f = 1,41): a) Determine o ângulo de refração do ar para a fluorita. b) Se o raio atravessa a esfera, sofre uma segunda refração e continua propagando-se pelo ar, qual o valor do ângulo de desvio do raio? (Isto é, qual o ângulo entre a nova direção do raio e aquela que o raio teria, se a esfera não existisse?).11. O esquema representa um raio de luz branca, passando do vácuo para a água e sofrendo dispersão, isto é, decomposição nas luzes monocromáticas constituintes. A freqüência das radiações visíveis, em ordem crescente é: vermelho - alaranjado - amarelo - verde - azul - anil - violeta. Com base nesta explicação, classifique as afirmativas abaixo como certas (C) ou erradas (E): 01( ) A radiação número (1) é a vermelha. 02( ) A radiação que sofre maior desvio em sua direção de propagação é a violeta. 04( ) A radiação que tem maior velocidade no interior da água é a de número (7). 15. (Fuvest) A figura ilustra um raio de luz, proveniente do ar, penetrando perpendicularmente na face AB de um diamante lapidado, com índice de refração 2,4. Velocidade da luz no ar: m/s. a) Qual a velocidade da luz no interior do diamante? b) Represente a trajetória do raio até sair do diamante. 12. (UFRJ RJ) Temos dificuldade em enxergar com nitidez debaixo da água porque os índices de refração da córnea e das demais estruturas do olho são muito próximos do índice de refração da água (n água =4/3). Por isso usamos máscaras de mergulho, o que interpõe uma pequena camada de ar (n ar =1) entre a água e o olho. Um peixe está a uma 16. (FEI/SP) A figura mostra um espelho imerso na água, formando um ângulo = 15º com a superfície da água. Um raio de luz incide em A sob um ângulo θ 1 = 45º normal à superfície. Depois de refratado, o raio de luz sofre reflexão em B, no espelho, voltando à superfície da água, em C. Complete o trajeto do raio de luz depois desse instante e calcule os valores dos ângulos do raio com as normais. Adote índice de refração da água em relação ao ambiente =1,41. 2

3 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. 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. 17. Um raio de luz monocromática proveniente do ar incide no ponto P de uma esfera de vidro de centro O, como representa a figura: Dos trajetos indicados (A, B, C, D e E), qual é possível? 22. (UFCE) Coloca-se água em um aquário de modo a ocupar 60 cm de sua altura. Quando visto verticalmente de cima para baixo, a água parece ocupar uma altura diferente, h. Supondo que a velocidade de propagação da luz no ar seja de km/s e na água de km/s, determine, em cm, a altura aparente h. 23. No esquema seguinte, um observador visa um bastão cilíndrico de 20 cm de comprimento totalmente imerso na água (índice de refração igual a 4/3). O eixo longitudinal do bastão é perpendicular à superfície da água e o olho O do observador encontra-se nas vizinhanças desse eixo. 18. Um raio de luz monocromática atravessa a fronteira entre os meios 1 e 2, como representa a figura a seguir: Admitindo que o meio externo ao recipiente seja o ar (índice de refração igual a 1), calcule o comprimento aparente que o observador detecta para o comprimento do bastão. Enunciado para as questões 24 a 27. Nesses exercícios, complete as lacunas. Considere uma lâmina de vidro, com as faces paralelas, imersa no ar. Sendo n AR = 1 e n V = 2, podemos afirmar: Determine o que ocorreria se o ângulo de incidência, em vez de 30, fosse igual a Sabendo-se que o índice de refração absoluto de uma substância X é n = 3, calcular o ângulo de incidência brewsteriana. Nota: O ângulo de incidência brewsteriana é o ângulo de incidência para o qual os raios refletido e refratado, relativos ao mesmo raio incidente, são perpendiculares entre si. 20. No fundo de um tanque de profundidade p igual a 2,0 m há uma fonte de luz F, considerada pontual. O tanque é, então, preenchido com um líquido de índice de refração absoluto 2, em cuja superfície é posto a flutuar um disco opaco, circular e de centro pertencente à vertical que passa por F. Calcule o mínimo diâmetro que o disco deve ter para que observadores situados no ar não consigam ver a fonte F. As paredes do tanque são opacas. 21. (UFGD/2013) 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 24. O ângulo α indicado na figura vale O ângulo β indicado na figura vale O ângulo indicado na figura vale O ângulo δ indicado na figura vale As fibras ópticas são largamente utilizadas nas telecomunicações para a transmissão de dados. Nesses materiais, os sinais são transmitidos de um ponto ao outro por meio de feixes de luz que se propagam no interior da fibra, acompanhando sua curvatura. A razão pela qual a luz pode seguir uma trajetória não-retilínea na fibra óptica é consequência do fenômeno que ocorre quando da passagem de um raio de luz de um meio, de índice de refração maior, para outro meio, de índice de refração menor. Com base no texto e nos conhecimentos sobre o tema, indique a alternativa que apresenta os conceitos ópticos necessários para o entendimento da propagação não-retilínea da luz em fibras ópticas. a) Difração e foco. d) Polarização e plano focal. b) Reflexão total e ângulo-limite. e) Imagem virtual e foco. c) Interferência e difração. 3

4 30. (Fuvest) Um raio luminoso proveniente do ar atinge uma lâmina de vidro de faces paralelas com 8,0 cm de espessura e 1,5 de índice de refração. Este raio sofre refração e reflexão ao atingir a primeira superfície; refração e reflexão ao atingir a segunda superfície (interna) a) Trace as trajetórias dos raios incidentes, refratados e refletidos. b) Determine o tempo para o raio refratado atravessar a lâmina, sendo o seno do ângulo de incidência 0, (FATEC) Um prisma tem ângulo refringente (abertura) A, índice de refração relativo n e é atravessado por um pincel de luz conforme o esquema a seguir: Assinalar a proposição incorreta: a) quando i 1 = i 2, temos r 1 = r 2. c) r 1 + r 2 = A b) sen i 1 = sen i 2 = n d) = i 1 + i 2 - A sen r 1 sen r 2 e) i 1 i Um prisma cuja secção principal é um triângulo eqüilátero foi usado como prisma de reflexão total no ar, como mostra a figura abaixo: 36. Um prisma de vidro, de índice de refração n = 2, tem por secção normal um triângulo retângulo isósceles ABC no plano vertical. O volume de secção transversal ABD é mantido cheio de um líquido de índice de refração n = 3. Um raio luminoso incide normalmente à face transparente da parede vertical BD e atravessa o líquido. A D C Considere as seguintes afirmações: I. O raio luminoso não penetrará no prisma. II. O ângulo de refração na face AB é de 45 º. III. O raio emerge do prisma pela face AC com ângulo de refração de 45º. IV. O raio emergente definitivo é paralelo ao raio incidente em BD. Das alternativas mencionadas, é (são) correta (s): a) apenas I d) apenas III e IV b) apenas I e IV e) II, III e IV c) apenas II e III 37. (Vunesp) Um raio de luz I, de uma única cor, incide num prisma e descreve o caminho mostrado na figura abaixo B 1) O índice de refração absoluto do prisma é maior que 2 ; 2) O desvio sofrido pela luz é de 120 ; 3) O índice de refração absoluto do prisma é menor que 2; 4) O índice de refração absoluto do prisma é maior que (2.3-1.). 3 Se o ângulo for diminuído, a trajetória do raio R será melhor descrita por: 33. Um prisma de ângulo de refringência igual a 60º está imerso no ar. Determine o ângulo com que o raio de luz monocromática deve incidir nesse prisma para atravessá-lo sofrendo desvio mínimo. O índice de refração do prisma para essa luz é (FEI-SP) Variando-se um ângulo i com que um raio de luz incide num prisma imerso no ar, seu desvio varia conforme o gráfico a seguir: Determine: a) O ângulo de abertura do prisma. b) O ângulo de incidência, para o desvio ser mínimo. c) O índice de refração do prisma. 35. Quando um raio de luz passa de um meio mais refringente para outro menos refringente: a) afasta-se da normal; b) aproxima-se da normal; c) a frequência da luz aumenta; d) não ocorre desvio; e) a velocidade de propagação da luz aumenta. GABARITO 01. E 02. R 1 : raio refratado; R 2 : raio refletido; R 3 : raio incidente 03. D 04. D 05. D 06. D n 2 = 1,6 10. a) reflexão e refração 11. 1C, 2C, 3E 12. d =1,5m 13. n 0, a) 30º b) 30º 15. a) m/s b. A E = 30º 3 = 45º 4 = 60º 17. C 18. O raio sairá rasante à superfície º 20. 4,0m 21. C 20. 4m cm cm 24.45º º 26.30º º 28. B 30. a) 4

5 b) 5, s 31. E 32. FFFV º 34. a) 60º b) 45º c) E 36. D 37. A 5