Lista de Exercícios Pré Universitário Uni-Anhanguera Aluno(a): Nº. Professor: Fabrízio Gentil Série: o ano Disciplina: Física - Refração 01 - (FPS PE) Um feixe de luz vermelha é emitido por uma caneta laser (apontador laser) e viaja no ar com uma velocidade de propagação da ordem de 300.000 Km/s (c = 3 10 +8 m/s). O feixe de laser passa através de uma peça de acrílico cujo índice de refração vale n = 1,46. A velocidade de propagação do feixe de laser dentro da peça de acrílico será, aproximadamente, de: a) 1,5 10 +6 m/s b) 3,0 10 +8 m/s c) 5,0 10 +7 m/s d) 4,0 10 +8 m/s e),0 10 +8 m/s 0 - (PUC RJ) Uma onda luminosa se propaga em um meio cujo índice de refração é 1,5. Determine a velocidade de propagação desta onda luminosa no meio, em m/s. Considere a velocidade da luz no vácuo igual a 3,0 10 8 m/s a) 0,5 10 8 b) 1,5 10 8 c),0 10 8 d),3 10 8 e) 3,0 10 8 03 - (UECE) Um raio de luz monocromático reduz sua velocidade em 50 % ao passar do meio I para o meio II. Podemos afirmar que o índice de refração do meio II é maior que o índice de refração do meio I: a) 1,3 vezes b) 1,5 vezes c),0 vezes d),5 vezes 04 - (UNEMAT MT) Analise as afirmativas. I. Índice de refração absoluto de um meio é a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no meio. II. A luz tem sua maior velocidade quando se propaga no vácuo, em qualquer outro meio sua velocidade será menor. III. Quanto menor a velocidade de propagação da luz num determinado meio, menor o seu índice de refração absoluto. IV. Um meio é considerado mais refringente que outro quando possui menor índice de refração absoluto. Assinale a alternativa correta. a) Somente I é verdadeira. b) Somente IV é verdadeira. c) Somente I e III são verdadeiras. d) Somente III é verdadeira. e) Somente I e II são verdadeiras. 1
05 - (UFLA MG) Na figura abaixo, observa se um raio de luz que atravessa o meio 1 e passa para o meio sofrendo uma refração, de forma que o raio refratado afasta se da normal N. Analisando esse fenômeno óptico, é CORRETO afirmar: a) a velocidade da luz é a mesma nos dois meios. b) a velocidade da luz no meio é maior que a velocidade da luz no meio 1. c) a velocidade da luz no meio 1 é maior que a velocidade da luz no meio. d) a velocidade da luz não influencia o fenômeno de refração, pois esse fenômeno depende apenas da refringência do meio. 06 - (CEFET PR) Na figura está representada a trajetória de um raio luminoso que se propaga num meio (1) e refrata na direção rasante no meio (). Os meios (1) e () são isótropos, homogêneos e transparentes. Dessa forma, considere as seguintes afirmações: I. A velocidade de propagação da luz é maior no meio (1) do que no meio (). II. O índice de refração absoluto do meio (1) é maior do que do meio (). III. O índice de refração do meio em relação ao meio (1) é igual a. É correto o que se afirma apenas em: a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III. 07 - (UEPB) Em 161, o cientista holandês Willebrord van Roijen SNELL (1591-166) investigou o fenômeno físico da propagação da luz em diversos meios, e estabeleceu, baseado na evidência experimental, a lei que levou o seu nome Lei de Snell ou Lei da Refração. Considere esta lei aplicada à seguinte situação: O índice de refração absoluto (n) de um meio material (conforme a figura) é definido como sendo a razão entre a velocidade da luz no meio 1 e a velocidade da luz no meio.
A tabela a seguir relaciona o índice de refração para sete meios materiais diferentes. Se necessário, adote c = 3.108 m/s. Meio material Vácuo Ar Água Álcool etílico Óleo Vidro (crown) Vidro (flint) Índice de refração 1,0000 1,0003 1,3300 1,3600 1,4800 1,5000 1,6600 Com base nessa tabela, é correto afirmar que a) a velocidade da luz não se altera quando muda de meio. b) a velocidade da luz no vidro (crown) é a mesma que no vidro (flint). c) o ar é o meio onde a luz apresenta maior velocidade. d) o vidro (flint) é o meio onde a luz viaja mais rápido do que no óleo. e) na água a luz viaja mais rápido do que no álcool etílico. 08 - (UNESP) O índice de refração absoluto de um determinado material é encontrado fazendo uma relação entre a velocidade da luz no vácuo e no material. Considerando o índice de refração da água como sendo, aproximadamente, 1,3 e a velocidade da luz no vácuo como sendo 3,0x10 8 m/s, a melhor estimativa para a velocidade da luz na água é a) 0,4x10 8 m/s. b) 0,9x10 8 m/s. c),3x10 8 m/s. d) 3,0x10 8 m/s. e) 3,9x10 8 m/s 09 - (UFGD) A figura a seguir é uma representação de um lápis mergulhado em um copo cheio com dois materiais desconhecidos (I e II). (Modificado de: http://revistaescola.abril.com.br/ensino-medio/filmes-3d-548740.shtml) Sobre essa figura, é correto afirmar que 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. 3
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. 10 - (UNIFICADO RJ) Um feixe de luz se propagando pelo ar incide em um cubo de acrílico cuja aresta mede 6 cm, fazendo um ângulo de 45º com a superfície desse cubo. O feixe de luz atravessa o cubo e sai na face oposta a uma altura h, acima da posição de incidência, como mostra a Figura. Calcule a distância h em cm. a) 3,0 b) 3,4 c) 5,1 d) 6,0 e) 10, 11 - (UNISA SP) Dois meios transparentes, sendo um deles o ar e o outro mais refringente, estão separados por uma interface plana. Sabese que o ângulo limite, a partir do qual há reflexão total, é igual a 45, conforme figura. Considere os dados da tabela. Em nova situação, o raio luminoso, proveniente do ar, incide na interface formando com ela, novamente, um ângulo de 45. Nessa nova condição, o valor do ângulo que o raio refratado forma com a interface é a) 60. b) 30. c) 90. d) 45. e) 0. 4
1 - (MACK SP) Um raio de luz monocromático que se propaga no ar (índice de refração = 1) atinge a superfície de separação com um meio homogêneo e transparente, sob determinado ângulo de incidência, diferente de 0º. Considerando os meios da tabela abaixo, aquele para o qual o raio luminoso tem o menor desvio é Meio Água Álcool etílico Diamante Glicerina Vidro comum Índice de refração 1,33 1,66,4 1,47 1,5 a) Água b) Álcool etílico c) Diamante d) Glicerina e) Vidro comum 13 - (ESCS DF) Uma onda luminosa monocromática que se propaga em um meio 1, homogêneo e de índice de refração n 1, é parcialmente refletida e parcialmente refratada ao incidir sobre a superfície plana de separação entre o meio 1 e um meio, também homogêneo e de índice de refração n. A razão entre os índices de refração é n / n1 = e o ângulo de incidência θ é tal que o raio refletido faz com o raio refratado um ângulo reto, como ilustra a figura. Nesse caso, o seno do ângulo θ é igual a: a) 1/3 b) 1/ c) / 3 d) / e) 3 / 14 - (UERJ) Um raio de luz vindo do ar, denominado meio A, incide no ponto O da superfície de separação entre esse meio e o meio B, com um ângulo de incidência igual a 7º. No interior do meio B, o raio incide em um espelho côncavo E, passando pelo foco principal F. O centro de curvatura C do espelho, cuja distância focal é igual a 1,0 m, encontra-se a 1,0 m da superfície de separação dos meios A e B. Observe o esquema: 5
Considere os seguintes índices de refração: n A = 1,0 (meio A) n B = 1, (meio B) Determine a que distância do ponto O o raio emerge, após a reflexão no espelho. 15 - (UFU MG) A tabela abaixo mostra o valor aproximado dos índices de refração de alguns meios, medidos em condições normais de temperatura e pressão, para um feixe de luz incidente com comprimento de onda de 600 nm O raio de luz que se propaga inicialmente no diamante incide com um ângulo θ i = 30º em um meio desconhecido, sendo o ângulo de refração θ r =45º. O meio desconhecido é: a) Vidro de altíssima dispersão b) Ar c) Água (0º C) d) Safira 16 - (PUCCAMP SP) Há uma série de fenômenos observáveis que ocorrem na atmosfera terrestre e que são determinados pela refração da luz ao percorrêla. São exemplos, o arco-íris, a formação de halos ao redor da Lua, a posição aparente dos astros mais elevada que a real, o fenômeno das miragens no deserto, a aurora boreal. A refração é o fenômeno da mudança na velocidade da propagação da luz ao passar de um meio transparente para outro. Considere um raio luminoso que forma ângulos iguais a 45 e 60 com a superfície que separa o vácuo do meio transparente e homogêneo M, como representado na figura. Dados: Velocidade da luz no vácuo = 3,0. 10 8 1 sen 30 = cos 6 = m/s 6
sen 45 = cos 45 = sen 60 = cos 30 = 3 De acordo com a situação apresentada, a velocidade dá luz no meio M, em m/s, vale a) 1,0. 10 8 b) 1,0. 10 8 c) 1,5. 10 8 d) 1,0. 3. 10 8 e) 1,5.. 10 8 17 - (UNIMONTES MG) Um feixe de luz monocromática, propagando-se na água (índice de refração igual a 4/3), incide na interface da água com o ar (índice de refração igual a 1), num ângulo limite L, sendo totalmente refletido. O valor do cosseno desse ângulo L é igual a a) 7/4. b) 3/4. c) 7 / 4. d) 1/4. 18 - (UESPI) A figura a seguir ilustra a refração de um feixe de luz monocromática de um meio A, com índice de refração igual a 1, para um meio B, cujo índice de refração é igual a: Dados: sen (30º) = cos(60º) = 1/ cos( 30º) = sen(60º) = a) 1/3 1/ b) 1/ c) 1 d) 3 1/ e) 3 19 - (PUC RS) Um raio de luz monocromática atravessa três materiais distintos sobrepostos, como mostrado no esquema abaixo. A partir desta representação, considerando os índices de refração absolutos (em relação ao vácuo, n = 1) desses materiais, é correto afirmar que: 7
a) n 1 > n > n 3 b) n > n 1 > n 3 c) n 3 > n > n 1 d) n 3 > n 1 > n e) n 1 > n 3 > n 0 - (UEL PR) A águia-de-cabeça-branca (Haliaeetus leucocephalus) é uma águia nativa da América do Norte que se alimenta principalmente de peixes. Sua estratégia de pesca é a seguinte: a águia faz um voo horizontal ligeiramente acima da superfície da água. Quando está próxima, ela se inclina apontando suas garras para a sua presa e, com uma precisão quase infalível, afunda suas garras na água arrebatando sua refeição. (Disponível em: <http://airportshotelsandparking.files.wordpress.com/008/08/bald_eagle.jpg>. Acesso em: 15 set. 010.) Com base nos conhecimentos sobre reflexão e refração da luz e de formação de imagens reais e virtuais, considere as afirmativas a seguir. I. A grande distância, o fenômeno de reflexão interna total impede que o peixe veja a águia. II. À medida que se aproxima, a águia vê a profundidade aparente do peixe aumentar. III. À medida que a águia se aproxima, o peixe vê a altura aparente da águia diminuir. IV. Durante a aproximação, as imagens vistas pela águia e pelo peixe são reais. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e III são corretas. b) Somente as afirmativas I e IV são corretas. c) Somente as afirmativas II e III são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 1 - (UFPA) Os índios amazônicos comumente pescam com arco e flecha. Já na Ásia e na Austrália, o peixe arqueiro captura insetos, os quais ele derruba sobre a água, acertando-os com jatos disparados de sua boca. Em ambos os casos a presa e o caçador encontram-se em meios diferentes. As figuras abaixo mostram qual é a posição da imagem da presa, conforme vista pelo caçador, em cada situação. 8
Identifique, em cada caso, em qual dos pontos mostrados, o caçador deve fazer pontaria para maximizar suas chances de acertar a presa. a) Homem em A; peixe arqueiro em 1 b) Homem em A; peixe arqueiro em 3 c) Homem em B; peixe arqueiro em d) Homem em C; peixe arqueiro em 1 e) Homem em C; peixe arqueiro em 3 - (UNIMONTES MG) Um raio de luz propagando-se em um meio transparente 1, cujo índice de refração é 1,5, atinge a superfície de um meio transparente, sofrendo reflexão e refração, como mostra a figura a seguir. Dados: sen30º = cos60º = 0,5 ; sen60º = cos30º = 0,87; sen45º = cos45º = 0,71; (velocidade da luz no meio1) c 1 =,00 10 8 m/s A velocidade da luz, em m/s, no meio transparente, é, aproximadamente, a),00 10 8. b),84 10 8. c) 3,00 10 8. d) 1,50 10 8. 3 - (IME RJ) Um raio de luz monocromática incide em um líquido contido em um tanque, como mostrado na figura. O fundo do tanque é espelhado, refletindo o raio luminoso sobre a parede posterior do tanque exatamente no nível do líquido. O índice de refração do líquido em relação ao ar é: a) 1,35 b) 1,44 c) 1,41 d) 1,73 e) 1,33 4 - (UNIMONTES MG) 9
Ao observar uma arruela, colocada no fundo de uma vasilha, sob um ângulo de 60º em relação à vertical, cheia com um líquido de índice de refração 1,74, a imagem da arruela sofre uma elevação aparente h. Determine, aproximadamente, a razão h y. Dados Índice de refração do ar = 1 θ 30º 45º 60º Senθ 0,500 0,707 0,866 Cosθ 0,866 0,707 0,500 a) 0,707. b) 0,10. c) 0,866. d) 0,577. TEXTO: 1 - Comum à questão: 5 Esta prova tem por finalidade verificar seus conhecimentos sobre as leis que regem a natureza. Interprete as questões do modo mais simples e usual. Não considere complicações adicionais por fatores não enunciados. Em caso de respostas numéricas, admita exatidão com um desvio inferior a 5 %. A aceleração da gravidade será considerada como g = 10 m/s². 5 - (UPE) Um raio de luz monocromática propaga-se num vidro de índice de refração igual a e incide num dioptro plano vidro-ar, sob ângulo de incidência igual a 60º. Considerando o índice de refração do ar igual a 1, a respeito desse fenômeno, pode-se concluir que ocorrerá ( Dado :sen 45º = 10
a) reflexão total. b) apenas reflexão. c) reflexão e refração. d) apenas refração. e) refração e reflexão total. GABARITO: 1) Gab: E ) Gab: C 3) Gab: C 4) Gab: E 5) Gab: B 6) Gab: B 7) Gab: E 8) Gab: C 9) Gab: C 10) Gab: B 11) Gab: A 1) Gab: A 13) Gab: E 14) Gab: 30 cm15) Gab: D 16) Gab: E 17) Gab: C 18) Gab: D 19) Gab: B 0) Gab: C 1) Gab: E ) Gab: B 3) Gab: A 4) Gab: D 5) Gab: A 11