fisica

1. Refração
TAREFÃO
Leia o texto e observe a figura a seguir para responder à questão 1.
Nossos olhos é que o vêem arqueando
Porque o arco-íris é curvo?
A forma arqueada do arco-íris existe por causa do modo como a luz é refletida em diversas gotas de chuva
e percebida por nossos olhos (veja ilustração). Na explicação acima, o círculo só se forma pela metade, pois o
observador está posicionado no chão.
Se a luz atravessasse a Terra e fosse possível enxergar além do horizonte, ele conseguiria ver um círculo co-lorido
completo, e não apenas um arco. O arco-íris é percebido graças a um fenômeno óptico e meteorológico.
Ele é captado por nossos olhos por causa do desvio e da dispersão da luz branca do Sol em gotas de água sus-pensas
no ar, seja pela chuva ou por outro meio, como uma mangueira.
Só algumas dessas gotas desviam a luz na direção dos olhos de um observador, pois cada faixa de luz sai
da gota com uma direção diferente. Outra pessoa, em outra posição, verá a luz desviada por outras gotas dife-rentes.
Isso quer dizer que ele verá outro arco-íris. É possível também o mesmo observador ver mais de um arco-íris.
As gotas que formam um arco-íris podem estar até bem perto do observador, como acontece quando se
vê um pequeno arco-íris formado pela água espalhada por um dispersor usado para regar jardins. A refração
(mudança de direção) da luz e sua decomposição em sete cores de ângulos diferentes foram explicadas no
livro “Nova Teoria sobre Luz e Cores”, do inglês Isaac Newton (1642-1727). A cor de maior inclinação é o ver-melho
e, a de menor inclinação, é o violeta.
125RG 1
(Galileu. Edição especial. nº 2, p. 16.)

2. Refração
2 125RG
1. (FACNET-2003) Baseando-se no texto e em
conhecimentos correlatos, julgue os itens.
1 Uma gota de chuva que caísse de uma al-tura
de 125 m do solo gastaria mais de 5
segundos.
2 Segundo o texto o arco-íris nunca será vis-to
lateralmente.
3 A refração garante uma mudança de dire-ção
da luz sob qualquer ângulo de inci-dência.
4 Além de seus trabalhos em óptica, Newton
definiu a lei da gravitação universal que nos
diz que a força gravitacional é proporcional
à massa dos corpos que interagem e tam-bém
diretamente proporcional a distância
entre eles.
5 É esperado que uma gota de chuva que cai
no ar não mantenha a forma redonda, devido
a resistência do ar.
Leia o texto a seguir para responder à questão 2.
A luz tem um comportamento dual, ou seja, em
determinados experimentos, ela se comporta como
onda eletromagnética e, em outros, como um feixe
composto de partículas denominadas fótons. O
comportamento de feixe de partículas pode ser
observado em um experimento em que um feixe de
átomos de sódio é freado ao colidir frontalmente
contra um feixe de luz. Esse fenômeno pode ser
explicado pelo fato de que cada partícula (fóton) do
feixe de luz carrega momento linear na direção de
propagação do feixe, mas, diferentemente das
partículas comuns, a natureza desse momento
linear não é mecânica, uma vez que os fótons não
têm massa. Na colisão frontal, existe transferência
do momento linear do fóton para os átomos de
sódio, o que provoca a freagem desses átomos.
2. (UnB) Em relação ao fenômeno descrito e
considerando a luz como um feixe de partícu-las,
julgue os itens subseqüentes.
1 Pequenas partículas podem ser levitadas
usando-se um feixe de luz.
2 Ao atravessar obliquamente a interface
entre dois meios diferentes, como ar e á-gua,
os fótons têm o seu momento linear
alterado.
3 Se a energia cinética das moléculas que
compõem um gás for reduzida pela ação
de feixes de luz, então o gás se resfriará.
Leia o texto e observe a figura a seguir para
responder à questão 3.
A figura a seguir mostra a foto de um feixe de luz
laser que se propaga no ar e incide sobre a super-fície
de um líquido contido em um recipiente trans-parente.
Na foto, em que foi sobreposto um quadri-culado,
podem-se observar os raios incidente (1) e
refratado (2).
3. (UnB) Com base na figura, calcule uma das
seguintes quantidades, desprezando, para a
marcação na Folha de Respostas, a parte fra-cionária
do resultado final obtido após efetuar
todos os cálculos solicitados.
a) O seno do ângulo de refração, com a me-lhor
aproximação possível, multiplicando a
quantidade calculada por 100.
b) O índice de refração do líquido, com a me-lhor
aproximação possível, considerando o
índice de refração do ar igual a 1. Multipli-que
a quantidade calculada por 10.
Leia o texto e observe a figura para responder à
questão 4.
A figura a seguir ilustra o funcionamento de um
binóculo comum. No corte, observam-se as lentes
objetiva e ocular e um par de prismas. O feixe de
luz atravessa os prismas, seguindo a trajetória
mostrada em detalhe na figura.
4. (UnB) Acerca do funcionamento desse instru-mento
óptico, julgue os itens a seguir.
1 O binóculo não funcionaria se não existis-se
o fenômeno da difração.
2 A função desempenhada pela lente objeti-va
é a mesma que a de um espelho con-vexo.
3 A reflexão interna total que ocorre em ca-da
um dos prismas é fundamentalmente
um fenômeno refrativo.
4 Se uma pessoa observasse uma paisa-gem
com o binóculo descrito, mas do qual
tivesse sido retiradas as lentes objetiva e
ocultar, então essa pessoas veria a paisa-gem
invertida.

3. Refração
5. O fenômeno em que a luz proveniente de um
meio atinge a superfície de separação com um
outro meio e se propaga por meio desse, de-nomina-
se:
a) reflexão da luz.
b) difusão da luz.
c) difração da luz.
d) refração da luz.
e) n.d.a.
6. Um líquido transparente apresenta índice de
refração absoluto, para a tonalidade de luz a-marela
monocromática, de valor 2,96. Uma pe-quena
camada, limpa e transparente, de óleo
de azeitona apresenta, para a mesma tonalida-de,
índice de refração de 1,48. Determine a ra-zão
entre o índice de refração do líquido trans-parente
e o do óleo de azeitona.
Observação: Esta razão também é chamada
de índice de refração relativo.
7. A luz branca, ao refratar, apresenta um espec-tro
semelhante ao arco-íris. Esse fenômeno é
chamado de:
a) reflexão da luz.
b) dispersão da luz.
c) difusão da luz.
d) absorção da luz.
e) n.d.a.
8. Luz monocromática vermelha sofre refração. O
espectro observado será:
a) vermelho.
b) branco.
c) rosa.
d) incolor.
e) não haverá espectro.
9. Um feixe de luz composto das cores azul e
vermelho incide perpendicularmente sobre a
face AB de uma peça de vidro, triangular,
chamada “prisma”, imersa no ar, conforme
mostra a figura seguinte:
O prisma separa a luz emergente na face BC
em dois feixes, um vermelho e outro azul.
Complete a figura, de modo que ela represente
esse fenômeno.
125RG 3
10. Na relação da luz monocromática em incidência
oblíqua:
a) o ângulo de incidência é igual ao de refra-ção.
b) o quociente entre o seno do ângulo de in-cidência
e o seno de refração é constante.
c) a velocidade da luz permanece constante.
d) a cor da luz varia.
e) a velocidade da luz aumenta ao passar a
um meio mais refringente.
11. Um raio de luz passa do ar para um meio de
índice de refração absoluto n. Sendo 45º o ân-gulo
de incidência no ar e 30º o ângulo de refra-ção
no meio, o valor de n é:
a)
2
2
b) 2
c) 2
d) 1/2
e) 1
(Adote o índice de refração do ar igual a 1.)
12. (Ita) Com respeito ao fenômeno do arco-íris,
pode-se afirmar que:
I se uma pessoa observa um arco-íris a sua
frente, então o Sol está necessariamente
a oeste.
II o Sol sempre está à direita ou à esquerda
do observador.
III o arco-íris se forma devido ao fenômeno
de dispersão da luz nas gotas de água.
Das afirmativas mencionadas, pode-se dizer que:
a) todas são corretas.
b) somente a I é falsa.
c) somente a III é falsa.
d) somente II e III são falsas.
e) somente I e II são falsas.
13. (UFMG) A figura mostra a trajetória de um
feixe de luz que vem de um meio I, atravessa
um meio II, é totalmente refletido na interface
dos meios II e III e retorna ao meio I.

4. Refração
⎤
⎡
⎞
⎛
−
n v
a
.
1 n
4 125RG
Sabe-se que o índice de refração do ar é me-nor
que o da água, e que o da água é menor
que o do vidro.
Nesse caso, é correto afirmar que os meios I,
II e III podem ser, respectivamente:
a) ar, água e vidro.
b) vidro, água e ar.
c) água, ar e vidro.
d) ar, vidro e água.
14. (UnB) Julgue os itens seguintes.
1 A reflexão total só ocorre na superfície de
separação quando o feixe passa de um
meio mais refringente para um meio menos
refringente.
2 O arco-íris é um fenômeno que decorre,
primeiramente, de uma refração de entrada,
de uma reflexão interna e de uma refração
de saída, ocorrida em gotículas de água.
3 O índice de refração de um meio depende
da cor da luz incidente.
4 Uma placa de vidro perfeitamente transpa-rente,
de índice de refração igual a 1,5, é
colocada em um recipiente contendo glice-rina,
cujo índice de refração é igual a 1,5.
Se a placa está totalmente submersa, po-de-
se, então, dizer que a placa de vidro
não será visível.
5 Nas estradas, em dias quentes, as cama-das
de ar próximas ao asfalto têm índice
de refração menor que as camadas supe-riores.
Esse fato, juntamente com os fe-nômenos
de refração e da reflexão total
da luz solar, é suficiente para explicar a
impressão de “asfalto molhado”, que às
vezes se tem ao dirigir nas estradas.
15. (UnB) O conhecimento das leis de refração
permitiu o desenvolvimento de telescópios, mi-croscópios,
sistemas de lentes altamente sofis-ticados,
câmaras etc. A óptica aplicada tornou
disponível não apenas binóculos de bolso,
mas, também, sofisticados instrumentos de
pesquisa. Em relação aos princípios básicos
da óptica, julgue os seguintes itens.
1 Sabe-se que a luz vermelha, ao passar do
ar para a água, sofre um desvio menor que
a luz azul. Conclui-se, então, que a veloci-dade
de propagação da luz vermelha na
água, é superior à luz azul.
2 O arco-íris é produzido pelos efeitos com-binados
de refração, dispersão e reflexão
interna da luz do sol por gotas de chuva.
3 A miragem se explica por um fenômeno
de refração total.
16. (UnB – com modificações) Um raio de luz inci-de
num bloco de vidro (nv = 3/2), o qual está
quase completamente submerso na água
(na = 4/3), conforme mostra o diagrama
(nar = 1). Demonstre o item a seguir.
1 A reflexão interna total ocorre em P, para
θ = arcsen
⎥ ⎥ ⎥
⎦
⎢ ⎢ ⎢
⎣
⎟ ⎟⎠
⎜ ⎜⎝
2
v
ar
n
n

5. Refração
RESPOSTAS – TAREFÃO
1. C C E E C
2. C C C
3. a) 400
b) 015
4. E E C C
5. d
6. 2
7. b
8. a
9.
10. b
11. b
12. e
13. b
14. C C C C C
15. C C E
16. Demonstre
125RG 5