Lista de refração e reflexão Ondulatória - Prof. Flávio

Transcrição

1 1. (Ufu 2006) João corre assoviando em direção a uma parede feita de tijolos, conforme figura a seguir. A frequência do assovio de João é igual a f(inicial). A frequência da onda refletida na parede chamaremos de f(final). Suponha que João tenha um dispositivo "X" acoplado ao seu ouvido, de forma que somente as ondas refletidas na parede cheguem ao seu tímpano. Podemos concluir que a frequência do assovio que João escuta f(final) é a) maior do que f(refletido). b) igual a f(refletido). c) igual a f(inicial). d) menor do que f(refletido). 2. (Fgv 2005) A tabela 1 associa valores de comprimento de onda em um meio menos refringente (o ar) e do índice de refração em um meio mais refringente (o vidro) para algumas cores do espectro. Desejando-se ampliar a tabela (ver tabela 2), serão anexadas mais três colunas: Os valores registrados para as colunas 3, 4 e 5, obedecendo à ordem de cima para baixo, serão números respectivamente a) decrescentes, decrescentes e crescentes. b) decrescentes, crescentes e crescentes. c) decrescentes, decrescentes e decrescentes. d) crescentes, crescentes e crescentes. e) crescentes, crescentes e decrescentes. 3. (Pucrs 2004) A velocidade de uma onda sonora no ar é 340m/s, e seu comprimento de onda é 0,340m. Passando para outro meio, onde a velocidade do som é o dobro (680m/s), os Página 1 de 12

2 valores da frequência e do comprimento de onda no novo meio serão, respectivamente, a) 400Hz e 0,340m b) 500Hz e 0,340m c) 1000Hz e 0,680m d) 1200Hz e 0,680m e) 1360Hz e 1,360m 4. (Cesgranrio 2002) Na figura acima, um raio luminoso monocromático parte do Meio I, refrata-se ao penetrar no Meio II e refrata-se novamente ao retornar ao Meio I. O ângulo XYZ é reto. Sendo λ 1 e λ 2 os comprimentos de onda, e v 1 e v 2 as velocidades do raio nos meios I e II, respectivamente, é correto afirmar que: a) λ 1 < λ 2 e v 1 > v 2 b) λ 1 < λ 2 e v 1 < v 2 c) λ 1 > λ 2 e v 1 < v 2 d) λ 1 > λ 2 e v 1 > v 2 e) λ 1 = λ 2 e v 1 = v 2 5. (Pucrs 2002) Uma onda sonora de 1000Hz propaga-se no ar a 340m/s quando atinge uma parede, onde passa a se propagar com velocidade de 2000m/s. É correto afirmar que os valores do comprimento de onda e da frequência da onda propagando-se na parede são, respectivamente, a) 0,340m e 1000Hz. b) 0,680m e 1000Hz. c) 0,850m e 2000Hz. d) 2,000m e 1000Hz. e) 2,500m e 500Hz. 6. (Ufscar 2002) Dois pulsos, A e B, são produzidos em uma corda esticada, que tem uma extremidade fixada numa parede, conforme mostra a figura. Quando os dois pulsos se superpuserem, após o pulso A ter sofrido reflexão na parede, Página 2 de 12

3 ocorrerá interferência a) construtiva e, em seguida, os dois pulsos seguirão juntos no sentido do pulso de maior energia. b) construtiva e, em seguida, cada pulso seguirá seu caminho, mantendo suas características originais. c) destrutiva e, em seguida, os pulsos deixarão de existir, devido à absorção da energia durante a interação. d) destrutiva e, em seguida, os dois pulsos seguirão juntos no sentido do pulso de maior energia. e) destrutiva e, em seguida, cada pulso seguirá seu caminho, mantendo suas características originais. 7. (Fatec 2002) A figura representa as cristas de uma onda propagando-se na superfície da água em direção a uma barreira. É correto afirmar que, após a reflexão na barreira, a) a frequência da onda aumenta. b) a velocidade da onda diminui. c) o comprimento da onda aumenta. d) o ângulo de reflexão é igual ao de incidência. e) o ângulo de reflexão é menor que o de incidência. 8. (Ufsm 2002) A velocidade de propagação de uma onda sonora aumenta ao passar do ar para a água, portanto o comprimento de onda e a frequência. Selecione a alternativa que completa corretamente as lacunas. a) aumenta - não se altera b) não se altera - aumenta c) aumenta - diminui d) diminui - aumenta e) diminui - não se altera 9. (Ufc 2002) Um feixe de luz de cor laranja, cujo comprimento de onda, no vácuo, é λ = 600 nm (1nm= m), atravessa um bloco de cristal de espessura L. Essa luz demora apenas um tempo t = 2 ns para atravessar o cristal e seu comprimento de onda ali fica reduzido a λ n =400nm. O índice de refração n do cristal e sua espessura L têm valores dados, respectivamente, por: a) 1,5 e 16 cm b) 1,5 e 40 cm c) 1,2 e 40 cm d) 1,2 e 60 cm e) 1,5 e 60 cm 10. (Ufes 2001) A perturbação senoidal, representada na figura no instante t=0, propaga-se da esquerda para a direita em uma corda presa rigidamente uma sua extremidade direita. A velocidade de propagação da perturbação é de 3m/s e não há dissipação de energia nesse Página 3 de 12

4 processo. Assinale a alternativa contendo a figura que melhor representa a perturbação após 1s. 11. (Uff 2001) A figura representa a propagação de dois pulsos em cordas idênticas e homogêneas. A extremidade esquerda da corda, na situação I, está fixa na parede e, na situação li, está livre para deslizar, com atrito desprezível, ao longo de uma haste. Identifique a opção em que estão mais bem representados os pulsos refletidos nas situações I e II: 12. (Uel 2001) "Quando um pulso se propaga de uma corda espessa para outra espessa, ocorre inversão de fase." Que alternativa preenche corretamente as lacunas da frase acima? a) mais, menos, refração, com b) mais, menos, reflexão, com c) menos, mais, reflexão, sem d) menos, mais, reflexão, com e) menos, mais refração, com 13. (Ufpe 2001) Qual(ais) característica(s) da luz - comprimento de onda, frequência e velocidade - muda(m) de valor quando a luz passa do ar para o vidro? a) Apenas a frequência. b) Apenas a velocidade. c) A frequência e o comprimento de onda. d) A velocidade e o comprimento de onda. e) A frequência e a velocidade. 14. (Ufmg 1998) Uma onda sofre refração ao passar de um meio I para um meio II. Quatro Página 4 de 12

5 estudantes, Bernardo, Clarice, Júlia e Rafael, traçaram os diagramas mostrados na figura para representar esse fenômeno. Nesses diagramas, as retas paralelas representam as cristas das ondas e as setas, a direção de propagação da onda. Os estudantes que traçaram um diagrama coerente com as leis da refração foram a) Bernado e Rafael b) Bernado e Clarice c) Júlia e Rafael d) Clarice e Júlia 15. (Uerj 1998) Uma onda eletromagnética passa de um meio para outro, cada qual com índice de refração distinto. Nesse caso, ocorre, necessariamente, alteração da seguinte característica da onda: a) período de oscilação b) direção de propagação c) frequência de oscilação d) velocidade de propagação 16. (Unirio 1998) Uma fonte sonora, capaz de emitir som em uma única direção, foi fixada a uma fonte laser, como mostra a figura. O conjunto foi ajustado para que a emissão de som e luz se faça em uma única direção. Considere que tal aparelho foi utilizado para lançar, sobre a superfície da água, som e luz com um mesmo ângulo de incidência. Qual das figuras a seguir melhor representa as trajetórias da luz e do som quando passam do ar para a água? 17. (Ufrgs 1998) As cores azul, verde e vermelho estão na ordem crescente de seus comprimentos de onda. São cores monocromáticas, produzidas por três diferentes Iasers. Qual das alternativas coloca essas cores em ordem crescente de suas frequências? a) azul, verde, vermelho b) azul, vermelho, verde Página 5 de 12

6 c) vermelho, verde, azul d) vermelho, azul, verde e) verde, azul, vermelho 18. (Mackenzie 1998) Sabendo-se que o comprimento de onda da luz verde no vácuo é 500nm, o seu comprimento de onda quando se propaga na fibra óptica é: Dados: c = m/s Índice de refração da fibra óptica (n) = 1,5 a) 270 nm b) 333 nm c) 400 nm d) 500 nm e) 60 nm 19. (Fatec 1998) Um pianista está tocando seu piano na borda de uma piscina. Para testar o piano ele toca várias vezes uma nota musical de frequência 440Hz. Uma pessoa que o escutava fora da piscina mergulha na água. Dentro da água esta pessoa escutará a) a mesma nota (mesma frequênci. b) uma nota com frequência maior, pois o som, ao entrar na água, tem sua velocidade diminuída. c) uma nota com frequência menor, pois o som, ao entrar na água, tem sua velocidade diminuída. d) uma nota com frequência menor, pois o som, ao entrar na água, tem sua velocidade aumentada. e) uma nota com frequência maior, pois o som não tem sua velocidade alterada ao entrar na água. 20. (Uerj 1997) Um raio luminoso monocromático, ao cruzar a superfície de separação entre duas camadas da atmosfera, sofre um desvio, segundo a figura a seguir. Os índices de refração n 1 e n 2, respectivamente, das camadas 1 e 2 e os comprimentos de onda λ 1 e λ 2 da luz, nas mesmas camadas, satisfazem às seguintes relações: a) n 1 > n 2 e ë 1 > ë 2 b) n 1 > n 2 e λ 1 < λ 2 c) n 1 < n 2 e λ 1 > λ 2 d) n 1 < n 2 e λ 1 < λ (Cesgranrio 1997) Uma fibra óptica consiste em um tubo estreito e maciço, tendo basicamente um núcleo e uma casca constituídos de dois tipos de vidro (ou plástico) de índices de refração diferentes. A luz que penetra por uma extremidade da fibra, através do núcleo, sofre múltiplas reflexões totais na superfície lateral que separa o núcleo da casca até sair pela outra extremidade. Página 6 de 12

7 A figura a seguir representa um raio de luz que penetra na fibra, proveniente do ar, emergindo na extremidade oposta. Sendo n A, n n e n C os índices de refração do ar, do núcleo e da casca, respectivamente, a relação correta é: a) n A > n C > n n b) n A > n C = n n c) n A < n C < n n d) n A < n C = n n e) n A = n C = n n 22. (Unirio 1997) Um vibrador produz ondas planas na superfície de um líquido com frequência f=10hz e comprimento de onda λ=28cm. Ao passarem do meio I para o meio II, como mostra a figura, foi verificada uma mudança na direção de propagação das ondas. Dados: sen 30 = cos 60 = 0,5; sen 60 = cos 30 = sen 45 = cos 45 = ; e considere 2 =1,4 No meio II os valores da FREQUÊNCIA e do COMPRIMENTO DE ONDA serão, respectivamente, iguais a: a) 10 Hz; 14 cm b) 10 Hz; 20 cm c) 10 Hz; 25 cm d) 15 Hz; 14 cm e) 15 Hz; 25 cm 23. (Puccamp 1996) Os raios de luz provenientes de uma estrela (E), ao atravessarem a atmosfera, sofrem desvios, dando-nos a impressão de que a estrela está mais alta (E') do que Página 7 de 12

8 realmente está (figura 1). Também, por isso, pode-se observar a imagem do Sol (S') mesmo depois que ele (S) se pôs no horizonte ou antes de nascer (figura 2). Esses fatos ocorrem, principalmente, devido a a) variação de índice de refração do ar com a altitude. b) variação de índice de refração do ar com a longitude. c) variação de índice de refração do ar com a latitude. d) dispersão da luz ao atravessar a atmosfera. e) forma esférica da Terra e à atração gravitacional sofrida pela Lua. 24. (Ufrgs 1996) Um feixe de luz monocromática, propagando-se em um meio A, incide sobre a superfície que separa este meio de um segundo meio B. Ao atravessá-la, a direção de propagação do feixe aproxima-se da normal à superfície. Em seguida, o feixe incide sobre a superfície que separa o meio B de um terceiro meio C, a qual é paralela à primeira superfície de separação. No meio C, o feixe se propaga em uma direção que é paralela à direção de propagação no meio A. Sendo λ A, λ B e λ C os comprimentos de onda do feixe, nos meios A, B e C, respectivamente, pode-se afirmar que a) λ A > λ B > λ C b) λ A > λ B < λ C c) λ A < λ B > λ C d) λ A < λ B < λ C e) λ A = λ B = λ C 25. (Udesc 1996) Considere as afirmativas a seguir. I- A frequência de uma onda não se altera quando ela passa de um meio óptico para outro meio óptico diferente. II- A velocidade de propagação de uma onda depende do meio no qual ela se propaga. III- O som é uma onda que se propaga com maior velocidade no vácuo do que em um meio material. IV- A luz é uma onda que se propaga com maior velocidade em um meio transparente do que no vácuo. Estão CORRETAS as seguintes afirmativas: a) I, II, e III b) II e III c) III e IV d) I e II e) I e IV 26. (Ufv 1996) Duas cordas, de densidades lineares diferentes, são unidas conforme indica a figura. Página 8 de 12

9 As extremidades A e C estão fixas e a corda I é mais densa que a corda II. Admitindo-se que as cordas não absorvam energia, em relação à onda que se propaga no sentido indicado, pode-se afirmar que: a) o comprimento de onda é o mesmo nas duas cordas. b) a velocidade é a mesma nas duas cordas. c) a velocidade é maior na corda I. d) a frequência é maior na corda II. e) a frequência é a mesma nas duas cordas. 27. (Mackenzie 1996) A figura a seguir mostra uma onda transversal periódica, que se propaga com velocidade v 1 = 8 m/s em uma corda AB, cuja densidade linear é μ 1. Esta corda está ligada a uma outra BC, cuja densidade é μ 2, sendo que a densidade de propagação da onda nesta segunda corda é v 2 = 10 m/s. O comprimento de onda quando se propaga na corda BC é igual a: a) 7 m b) 6 m c) 5 m d) 4 m e) 3 m 28. (Cesgranrio 1994) Uma onda de rádio se propaga no vácuo. Sua frequência e seu comprimento de onda valem, respectivamente, 50 MHz e 6,0 m. A velocidade dessa onda na água vale 2, m/s. Então, podemos afirmar que, na água, sua frequência e seu comprimento de onda valerão, respectivamente: a) 22,5 MHz e 10 m b) 25 MHz e 9,0 m c) 37,5 MHz e 6,0 m d) 45 MHz e 5,0 m e) 50 MHz e 4,5 m Página 9 de 12

10 29. (Uel 1994) Quando um feixe de luz monocromático passa do ar para a água mudam a) o comprimento de onda e a velocidade de propagação. b) a velocidade de propagação e frequência. c) a frequência e a amplitude. d) a frequência e o comprimento de onda. e) o comprimento de onda e o período. 30. (Fei 1994) Uma corda AB de densidade linear μ 1 = 0,5g /m está ligada a uma corda BC de densidade linear μ 2 = 0,3 g/m e tracionadas por uma força F = 5 N. Um pulso é produzido na extremidade A da corda AB, com o comprimento de onda λ 1 e velocidade v 1. Ao chegar no ponto B, uma parte desse pulso reflete para a corda AB e a outra parte, com velocidade v 2 e comprimento de onda λ 2, transmite para a corda BC. Sobre o pulso transmitido para a corda BC podemos afirmar que: a) v 2 > v 1 e λ 2 < λ 1 b) v 2 < v 1 e λ 2 < λ 1 c) v 1 > v 2 e λ 2 < λ 1 d) v 2 > v 1 e λ 1 < λ 2 e) v 2 > v 1 e λ 1 = λ 2 Página 10 de 12

11 Gabarito: Resposta da questão 1: Resposta da questão 2: Resposta da questão 3: [C] Resposta da questão 4: [B] Resposta da questão 5: Resposta da questão 6: [E] Resposta da questão 7: Resposta da questão 8: Resposta da questão 9: [B] Resposta da questão 10: Resposta da questão 11: [B] Resposta da questão 12: Resposta da questão 13: Resposta da questão 14: Resposta da questão 15: Resposta da questão 16: [E] Resposta da questão 17: [C] Resposta da questão 18: [B] Página 11 de 12

12 Resposta da questão 19: Resposta da questão 20: [C] Resposta da questão 21: [C] Resposta da questão 22: [B] Resposta da questão 23: Resposta da questão 24: [B] Resposta da questão 25: Resposta da questão 26: [E] Resposta da questão 27: [C] Resposta da questão 28: [E] Resposta da questão 29: Resposta da questão 30: Página 12 de 12