2 a EM 1. Leia o texto a seguir. O processo de unificação se faz por intermédio do que se chama de redes. Seria, portanto, pela unificação que adviria o fracionamento. As redes são vetores de modernidade e também de entropia. Mundiais, veiculam um princípio de ordem, uma regulação a serviço de atores hegemônicos na escala planetária. SANTOS, M. Técnica, espaço e tempo: Meio técnico-científico-informacional. São Paulo: Hucitec, 1994. p. 28. O texto indica as transformações que passaram a caracterizar o mundo globalizado. Para que essa mudança se concretizasse era preciso consolidar um sistema mundial, conectado em redes, e capaz de transmitir dados e vozes em velocidades cada vez maiores e com melhores qualidades. Uma nova tecnologia passou a converter os dados digitalizados com a maior velocidade possível, por meio de um sistema no qual a informação é basicamente canalizada. Isso tornou as conexões na internet mais rápidas, diminuindo o tempo para transferências e cópias de arquivos. As vias utilizadas nesse tipo de transmissão de informação e o fenômeno físico fundamental para seu funcionamento são, respectivamente, a) os sinais de satélite e a reflexão interna total. b) as fibras ópticas e a difração. c) os sinais de rádio e a reflexão de ondas. d) as fibras ópticas e a reflexão interna total. e) os sinais de satélite e a difração. 2. Ariete deseja estudar o fenômeno da dispersão da luz branca, ou seja, a sua decomposição em várias cores devido à dependência do índice de refração do material com a frequência. Para isso, ela utiliza um prisma de vidro cuja seção reta tem a forma de um triângulo retângulo isósceles. O índice de refração desse vidro é n 1,50 para a luz branca e varia em torno desse valor para as várias cores do espectro visível. Ela envia um feixe de luz branca em uma direção perpendicular a uma das superfícies do prisma que formam o ângulo reto, como mostrado na figura. (Dados: sen 45 cos 45 0,707.) a) COMPLETE, na figura, a trajetória do feixe até sair do prisma. b) EXPLIQUE, detalhando seu raciocínio, o que acontece com esse feixe na superfície oposta ao ângulo reto. c) Ariete observa a dispersão da luz branca nesse experimento? JUSTIFIQUE sua resposta. 3. A banda larga brasileira é lenta. No Japão já existem redes de fibras ópticas, que permitem acessos à internet com velocidade de 1 gigabit por segundo (Gbps), o suficiente para baixar em um minuto, por exemplo, 80 filmes. No Brasil a maioria das conexões ainda é de 1 megabit por segundo (Mbps), ou seja, menos de um milésimo dos acessos mais rápidos do Japão. A fibra óptica é composta basicamente de um material dielétrico (sílica ou plástico), segundo uma estrutura cilíndrica, transparente e flexível. Ela é
formada de uma região central envolta por uma camada, também de material dielétrico, com índice de refração diferente ao do núcleo. A transmissão em uma fibra óptica acontecerá de forma correta se o índice de refração do núcleo, em relação ao revestimento, for a) superior e ocorrer difração. b) superior e ocorrer reflexão interna total. c) inferior e ocorrer reflexão interna parcial. d) inferior e ocorrer interferência destrutiva. e) inferior e ocorrer interferência construtiva. 4. Uma fibra ótica é um guia de luz, flexível e transparente, cilíndrico, feito de sílica ou polímero, de diâmetro não muito maior que o de um fio de cabelo, usado para transmitir sinais luminosos a grandes distâncias, com baixas perdas de intensidade. A fibra ótica é constituída de um núcleo, por onde a luz se propaga e de um revestimento, como esquematizado na figura acima (corte longitudinal). Sendo o índice de refração do núcleo 1,60 e o do revestimento, 1,45, o menor valor do ângulo de incidência do feixe luminoso, para que toda a luz incidente permaneça no núcleo, é, aproximadamente, Note e adote (graus) sen cos 25 0,42 0,91 30 0,50 0,87 45 0,71 0,71 50 0,77 0,64 55 0,82 0,57 60 0,87 0,50 65 0,91 0,42 n sen n sen a) 45º. b) 50º. c) 55º. d) 60º. e) 65º. 1 1 2 2 5. Alguns povos indígenas ainda preservam suas tradições realizando a pesca com lanças, demonstrando uma notável habilidade. Para fisgar um peixe em um lago com águas tranquilas o índio deve mirar abaixo da posição em que enxerga o peixe. Ele deve proceder dessa forma porque os raios de luz a) refletidos pelo peixe não descrevem uma trajetória retilínea no interior da água. b) emitidos pelos olhos do índio desviam sua trajetória quando passam do ar para a água. c) espalhados pelo peixe são refletidos pela superfície da água. d) emitidos pelos olhos do índio são espalhados pela superfície da água. e) refletidos pelo peixe desviam sua trajetória quando passam da água para o ar. 6. Um feixe de luz monocromática, proveniente de um meio óptico A, incide sobre a superfície de separação desse meio com um meio óptico B. Após a incidência, o raio segue por entre os dois meios, não refletindo nem penetrando o novo meio.
Com relação a esse acontecimento, analise: I. O meio óptico A tem um índice de refração maior que o meio óptico B. II. Em A, a velocidade de propagação do feixe é maior que em B. III. Se o ângulo de incidência (medido relativamente à normal à superfície de separação) for aumentado, o raio de luz reflete, permanecendo no meio A. IV. Se o raio de luz penetrasse o meio B, a frequência da luz monocromática diminuiria. Está correto o contido apenas em a) I e III. b) II e III. c) II e IV. d) I, II e IV. e) I, III e IV. 7. Vários fenômenos podem ocorrer com a luz visível. Assim, os azulejos de uma piscina com água parecem ter tamanho diferente do real, uma piscina parece ser mais rasa do que realmente é, e uma colher dentro de um copo com água parece quebrada. Os fenômenos citados ocorrem devido ao fenômeno da a) polarização. b) reflexão. c) dispersão. d) refração. e) difusão. 8. As fibras óticas são muito utilizadas para guiar feixes de luz por um determinado trajeto. A estrutura básica dessas fibras é constituída por cilindros concêntricos com índices de refração diferentes, para que ocorra o fenômeno da reflexão interna total. O centro da fibra é denominado de núcleo, e a região externa é denominada de casca. Para que ocorra o fenômeno da reflexão interna total numa fibra ótica, o ângulo crítico de incidência da luz em relação à direção normal é, e o índice de refração do núcleo deve ser índice de refração da casca. A alternativa correta que preenche a afirmativa é a) menor do que 90 - igual ao b) menor do que 90 - menor do que o c) igual a 90 - menor do que o d) menor do que 90 - maior do que o e) igual a 90 - maior do que o TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: A história da maioria dos municípios gaúchos coincide com a chegada dos primeiros portugueses, alemães, italianos e de outros povos. No entanto, através dos vestígios materiais encontrados nas pesquisas arqueológicas, sabemos que outros povos, anteriores aos citados, protagonizaram a nossa história. Diante da relevância do contexto e da vontade de valorizar o nosso povo nativo, "o índio", foi selecionada a área temática CULTURA e as questões foram construídas com base na obra Os Primeiros
Habitantes do Rio Grande do Sul (Custódio, L. A. B., organizador. Santa Cruz do Sul: EDUNISC; IPHAN, 2004). "Os habitantes das florestas subtropicais sobreviviam da coleta de plantas, da caça e da pesca realizada através de lanças." 9. Na pesca com lança, os índios sabem que, jogando a lança na direção do rabo de um peixe em repouso, podem acertar a cabeça. Por trás desse conhecimento empírico, está o conceito físico de a) refração. b) reflexão. c) difração. d) interferência. e) polarização. 10. A figura mostra um arranjo experimental. No fundo do vaso, uma fonte pontual emite um raio que se desloca na água e atinge a superfície dióptrica. Considerando o ângulo è como ângulo limite, o raio emergente é o raio: a) IV b) V c) I d) II e) III 11. Um pescador, ao observar um peixe dentro da água, sabe que deve atirar com o arpão alguns centímetros abaixo da posição do peixe observada por ele, para acertá-lo. Isso ocorre porque: a) a luz proveniente do peixe que atinge o olho do pescador sofre uma refração ao sair da água e entrar no ar. b) a luz, ao entrar na água, sofre uma dispersão, separando os diferentes comprimentos de onda (diferentes cores) de forma a enganar o pescador sobre a posição real do peixe. c) a água funciona com uma lente e, portanto, a imagem do objeto nem sempre é real.
d) a água funciona como um espelho côncavo, devido ao movimento ondulatório de sua superfície, fazendo com que a imagem seja virtual e não real. 12. Cada uma das três figuras a seguir representa um feixe de luz monocromática incidindo em um objeto óptico, representado pelo retângulo. A respeito dos objetos ópticos representados pelos retângulos, afirma-se que: I. 3 é um prisma ou espelho plano. II. 1 é lente divergente e 2 é espelho côncavo. III. 2 e 3 são lentes. IV. 2 é lente convergente e 3 é prisma ou espelho plano. Analisando as afirmativas, conclui-se que a) somente I é verdadeira. b) somente I e IV são verdadeiras. c) somente II é verdadeira. d) somente II e III são verdadeiras. e) somente II e IV são verdadeiras. 13. Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas no parágrafo abaixo, na ordem em que elas aparecem. As cores que compõem a luz branca podem ser visualizadas quando um feixe de luz, ao atravessar um prisma de vidro, sofre..., separando-se nas cores do espectro visível. A luz de cor... é a menos desviada de sua direção de incidência e a de cor... é a mais desviada de sua direção de incidência. a) dispersão - vermelha - violeta b) dispersão - violeta - vermelha c) difração - violeta - vermelha d) reflexão - vermelha - violeta e) reflexão - violeta - vermelha
Gabarito: Resposta da questão 1: [D] O texto cita:... de um sistema no qual a informação é basicamente canalizada. A canalização de informações dá-se através da reflexão total interna em fibras ópticas. Resposta da questão 2: Considerando o prisma imerso no ar, temos os seguintes dados: n ar = 1; n = 1,5; sen 45 = cos 45 = 0,707. a) Na primeira face, a incidência é normal, portanto não há desvio do raio. Na segunda face ocorre reflexão total, como ilustra a figura. b) Calculando o ângulo limite (L) para a segunda face: nar 1 sen L sen L 0,67. n 1,5 A refração na interface de dois meios somente acontece se sen i < sen L. No caso, comparando: sen i = sen 45 = 0,707 e sen L = 0,67. Concluímos que sen i > sen L. Logo, ocorre reflexão total. c) Como na reflexão não há dispersão da luz, e na refração com incidência normal também não ocorre esse fenômeno, Ariete não observa dispersão da luz nesse experimento. Resposta da questão 3: [B] Na fibra óptica, a luz fica confinada no interior do núcleo, sem penetrar na casca, sendo conduzida por reflexão total, fenômeno que somente é possível quando o sentido de propagação da luz é do meio mais refringente para o menos refringente. Portanto, o índice de refração do núcleo é maior que o da casca. Resposta da questão 4: [E] Basta calcularmos o ângulo limite, que é o ângulo de incidência ( ) no meio mais refringente (núcleo) que provoca uma emergência rasante (90 ) no meio menos refringente (revestimento). Dados: n núcleo = 1,60; n revest = 1,45. Aplicando a lei de Snell: nresvest 1,45 nnúcleosen nrevestsen90 sen sen 0,91. n 1,60 Consultando a tabela dada: = 65. Resposta da questão 5: [E] núcleo
A figura mostra um raio refletido pelo peixe, que atinge o olho do observador. Ao refratar-se da água para o ar, ele sofre desvio em sua trajetória. O observador vê a imagem do peixe acima de sua posição real. Resposta da questão 6: Resposta da questão 7: [D] Resposta da questão 8: [D] Resposta da questão 9: Resposta da questão 10: Resposta da questão 11: Resposta da questão 12: [B] Resposta da questão 13: