Lista Extra Refração de Ondas Prof. Caio

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1 1. (Ufrgs 2013) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do texto abaixo, na ordem em que aparecem. A radiação luminosa emitida por uma lâmpada a vapor de lítio atravessa um bloco de vidro transparente, com índice de refração maior que o do ar. Ao penetrar no bloco de vidro, a radiação luminosa tem sua frequência. O comprimento de onda da radiação no bloco é que no ar e sua velocidade de propagação é que no ar. a) alterada - maior - menor b) alterada - o mesmo - maior c) inalterada - maior - menor d) inalterada - menor - menor e) inalterada - menor - a mesma 2. (Uff 2000) Uma onda se propaga no meio 1, não dispersivo, com velocidade v1, frequência f1, e comprimento de onda ë1. Ao penetrar no meio 2, sua velocidade de propagação v2 é três vezes maior que v1, sua frequência é f2 e seu comprimento de onda é ë2. Logo, conclui-se que: a) ë2 = ë1/3 e f2 = f1 b) ë2 = ë1 e f2 = 3f1 c) ë2 = ë1 e f2 = f1 d) ë2 = 3ë1 e f2 = f1 e) ë2 =ë1 e f2 = f1/3 3. (Ufv 1999) Um raio de luz monocromática de frequência "f", velocidade "v" e comprimento de onda "ë" incide perpendicularmente na interface ar-água, proveniente do ar. Pode-se afirmar que, ao atravessar esta interface: a) "f" permanece constante, "v" diminui e "ë" diminui. b) "f" permanece constante, "v" aumenta e "ë" cresce. c) "f" diminui, "v" diminui e "ë" cresce. d) "f" aumenta, "v" aumenta e "ë" cresce. e) "f" aumenta, "v" diminui e "ë" permanece constante. 4. (Upe 2010) Próxima à superfície de um lago, uma fonte emite onda sonora de frequência 500 Hz e sofre refração na água. Admita que a velocidade de propagação da onda no ar seja igual a 300 m/s, e, ao se propagar na água, sua velocidade é igual a 1500 m/s. A razão entre os comprimentos de onda no ar e na água vale aproximadamente a) 1/3 b) 3/5 c) 3 d) 1/5 e) 1 5. (Ufmg 2009) Numa aula no Laboratório de Física, o professor faz, para seus alunos, a experiência que se descreve a seguir. Inicialmente, ele enche de água um recipiente retangular, em que há duas regiões - I e II -, de profundidades diferentes. Esse recipiente, visto de cima, está representado nesta figura: Página 1 de 5

2 No lado esquerdo da região I, o professor coloca uma régua a oscilar verticalmente, com frequência constante, de modo a produzir um trem de ondas. As ondas atravessam a região I e propagam-se pela região II, até atingirem o lado direito do recipiente. Na figura, as linhas representam as cristas de onda dessas ondas. Dois dos alunos que assistem ao experimento fazem, então, estas observações: Bernardo: A frequência das ondas na região I é menor que na região II. Rodrigo: A velocidade das ondas na região I é maior que na região II. Considerando-se essas informações, é correto afirmar que: a) Apenas a observação do Bernardo está certa. b) Apenas a observação do Rodrigo está certa. c) Ambas as observações estão certas. d) Nenhuma das duas observações está certa. 6. (Ufrrj 2007) A figura mostra frentes de uma onda, correspondendo a máximos sucessivos, passando de um certo meio 1 para um certo meio 2. A distância entre os máximos sucessivos no meio 1 é de 2,0 cm. No meio 1, esta distância é percorrida pelas frentes de onda em 0,5 s. Calcule: a) A frequência da onda. b) A velocidade da onda no meio (Ufc 2006) A figura a seguir mostra frentes de onda passando de um meio 1 para um meio 2. A velocidade da onda no meio 1 é v1= 200,0 m/s, e a distância entre duas frentes de ondas consecutivas é de 4,0 cm no meio 1. Página 2 de 5

3 Considere sen è1= 0,8 e sen è2 = 0,5 e determine: a) os valores das frequências f1, no meio 1, e f2, no meio 2. b) a velocidade da onda no meio 2. c) a distância d entre duas frentes de ondas consecutivas no meio 2. d) o índice de refração n2, do meio 2. Página 3 de 5

4 Gabarito: Resposta da questão 1: Na refração não há alteração de frequência. Pelo fato do índice de refração ser maior do que o do ar a velocidade é menor. Consequentemente, o comprimento de onda é menor. Resposta da questão 2: Resposta da questão 3: [A] Resposta da questão 4: Quanto uma onda sofre refração, a frequência não se altera. Então, da equação fundamental da ondulatória: var λar f λar var λar 300 v λ f v λ f λ v λ 1500 água água água água água λar λágua 1. 5 Resposta da questão 5: [B] A frequência não é alterada pela mudança de meio (refração). Assim, a afirmação de Bernardo é falsa. Sabemos que v f. Como f é constante, v e são diretamente proporcionais. No meio II, as distâncias entre as cristas são menores, ou seja, menor comprimento de onda,, quando em comparação com o meio I. Se houve redução no comprimento de onda, então houve redução na velocidade. Assim, o comentário do aluno Rodrigo está correto. Resposta da questão 6: a) A distância entre os máximos sucessivos no meio 1 é o comprimento de onda λ1 = 2,0 cm. Se a onda percorre esta distância em 0,5 s, sua velocidade neste meio será v1= 2,0 / 0,5 = 4,0 cm/s. A frequência será, portanto, f = v1 /λ1 = 2s 1 (Hz). b) Pela Lei de Snell-Descartes, temos: senθ1/v1 = senθ2/v2, onde θ1 é o ângulo de incidência e θ2 o ângulo de refração. Temos, portanto, v2 = 4,0. sen30 /sen45 = 4 2 cm/s. Resposta da questão 7: Dados: v 1 = 200 m/s; λ1 4 cm 0,04 m; senθ1 0,8 e senθ2 0,5. a) Aplicando a equação fundamental da ondulatória: v1 200 v1 1 f 1 f 1 f Hz. 1 0,04 Como a frequência não se altera, pois só depende da fonte emissora: Página 4 de 5

5 f2 f Hz. b) Aplicando a Lei de Snell: v2 sen 2 v2 0,5 v1 sen ,8 v2 125 m / s. c) A distância entre duas frentes de ondas consecutivas é o comprimento de onda aplicando novamente a equação fundamental: v2 125 v2 d f 2 d d 0,025 m 2,5 cm. f d) Aplicando novamente a lei de Snell: n2 sen 1 n2 0,8 n2 1,6 n 1. n1 sen 2 n1 0,5 (d λ2), Página 5 de 5