Interbits – SuperPro ® Web1. (Espcex (Aman) 2017) Um raio de luz monocromática propagando-se no ar incide no ponto na superfície de um espelho, plano e horizontal, formando um ângulo de com sua O, 30� superfície. Após ser refletido no ponto desse espelho, o raio incide na superfície plana e horizontal de O um líquido e sofre refração. O raio refratado forma um ângulo de com a reta normal à 30� superfície do líquido, conforme o desenho abaixo. Sabendo que o índice de refração do ar é o índice de refração do líquido é: 1, Dados: e e sen 30�= 1 2 cos 60�= 1 2; 3 3 sen60�= cos30�= . 2 2 a) 3 3 b) 3 2 c) 3 d) 2 3 3 e) 2 3 2. (Efomm 2017) O aquário da figura abaixo apresenta bordas bem espessas de um material cujo índice de refração é igual a Um observador curioso aponta uma lanterna de forma que 3. seu feixe de luz forme um ângulo de incidência de atravessando a borda do aquário e 60� , percorrendo a trajetória Em seguida, o feixe de luz passa para a região que contém o AB. líquido, sem sofrer desvio, seguindo a trajetória BC. Página 1 de 21 Interbits – SuperPro ® Web Considere o índice de refração do ar igual a O feixe de luz emergirá do líquido para o ar no 1,0. ponto C? a) Sim, e o seno do ângulo refratado será 3 . 3 b) Sim, e o seno do ângulo refratado será 3 . 2 c) Não, e o seno do ângulo limite será 3 . 2 d) Não, pois o seno do ângulo refratado é menor que o seno do ângulo limite. e) Não, pois o seno do ângulo refratado é maior que o seno do ângulo limite. 3. (Fuvest 2017) Em uma aula de laboratório de física, utilizando-se o arranjo experimental esquematizado na figura, foi medido o índice de refração de um material sintético chamado poliestireno. Nessa experiência, radiação eletromagnética, proveniente de um gerador de micro-ondas, propaga-se no ar e incide perpendicularmente em um dos lados de um bloco de poliestireno, cuja seção reta é um triângulo retângulo, que tem um dos ângulos medindo 25�, conforme a figura. Um detetor de micro-ondas indica que a radiação eletromagnética sai do bloco propagando-se no ar em uma direção que forma um ângulo de com a de incidência. 15� A partir desse resultado, conclui-se que o índice de refração do poliestireno em relação ao ar para essa micro-onda é, aproximadamente, Note e adote: Página 2 de 21 50 ) = cos(45� sen(45� ) = 0.0 e) 2.87 ) = cos(20� sen(70� ) = 0. Interbits – SuperPro ® Web .5 c) 1. ele só poderá iluminar a moeda se θ Note e adote: Índice de refração da água: 1.0 - sen 15��0.4 n1 sen(θ1 ) = n2 sen(θ2 ) ) = cos(70� sen(20� ) = 0. totalmente preenchida com água. 0.94 a) θ = 20� b) θ = 30� Página 3 de 21 .7 d) 2. Se um feixe de luz laser incidir em uma direção que passa pela borda da caixa. fazendo um ângulo com a vertical.87 m 1.70 ) = cos(30� sen(60� ) = 0.0 m como esquematizado na figura. (Fuvest 2016) Uma moeda está no centro do fundo de uma caixa d’água cilíndrica de de altura e base circular com de diâmetro.3 - sen 25 �0.6 a) 1.35 ) = cos(60� sen(30� ) = 0.4 - sen 40��0.índice de refração do ar: 1.2 4.3 b) 1. a) 1.2 Página 4 de 21 . c) A luz não sofre reflexões no interior da fibra óptica. (Ufjf-pism 2 2016) No seu laboratório de pesquisa.3 b) 2 c) 3 d) 1. A fibra funciona como um guia para a luz. assinale a alternativa CORRETA: a) A reflexão total só pode ocorrer quando a luz passa de um meio menos refringente para um mais refringente. como mostrado pelas setas. d) O efeito de reflexão total só ocorre em função da proteção plástica que envolve as fibras. figura abaixo. ela simplesmente se curva junto com a curvatura da fibra. b) A reflexão total só pode ocorrer quando a luz passa de um meio mais refringente para um menos refringente. após refletir na segunda face inclinada. conforme a n > 1. Em relação aos fenômenos de reflexão e refração. que um feixe de luz incide perpendicularmente a face de entrada e. 6.8 e) 1. Qual deve ser o menor valor do índice de refração n para ocorrer a situação descrita e o feixe não sair pela segunda face? Dado: o índice de refração do ar é igual a 1. Observa-se nele. emerge perpendicularmente na terceira face do prisma. e) A Lei de Snell não prevê que ocorra o fenômeno de refração. o aluno Pierre de Fermat utiliza um sistema de fibras ópticas para medir as propriedades ópticas de alguns materiais. a luz irá se perder. (Ufpa 2016) Um prisma de vidro está no ar e é feito de um material cujo índice de refração é A forma de sua seção transversal é a de um triângulo retângulo isósceles. sem a proteção. permitindo que esta se propague por reflexões totais sucessivas. Interbits – SuperPro ® Web c) θ = 45� d) θ = 60� e) θ = 70� 5. br/tecnologia/noticias/google-ira-conectar-brasil-aos-eua- com-cabo-submarino. (Upe-ssa 2 2016) Google irá conectar o Brasil aos EUA com cabo submarino São Paulo – O Google anunciou que irá usar um cabo submarino para ligar o Brasil aos Estados Unidos. vulcões e abismos. interrompendo o fluxo de informações. da Telegeography. Antes da instalação de um cabo desse tipo. e irá até as cidades de Fortaleza e Santos. O cabo sairá de Boca Raton.. a) 30� b) 45� c) 60� d) 75� e) 90� Página 5 de 21 . mas esse não tem sido o caso por muito tempo. De acordo com um especialista.com. 99% das comunicações internacionais são entregues. Os cabos submarinos de fibra ótica são os grandes responsáveis pela transmissão de dados ao redor do mundo. Determine qual o menor ângulo no qual podemos dobrar uma fibra óptica cilíndrica no mar. Entre eles. θ como se mostra na figura. destacam-se materiais de pesca abandonados. Disponível em: http://exame. Considere que o índice de refração da água do mar e o da fibra óptica são iguais a e 1.) A principal vantagem dos cabos é que eles são muito mais baratos.5 3. respectivamente. de forma que o feixe de luz ainda se mantenha dentro dela. afirmou Mauldin à CNN no início deste ano. Alan Mauldin. Um satélite é limitado e muito mais caro”. Interbits – SuperPro ® Web 7. “É uma crença comum que os satélites são o futuro de como as informações serão enviadas. (Adaptado). (. graças aos cabos submarinos. é necessário fazer um mapeamento do oceano.abril. na Flórida.. riscos de deslizamento.0. buscando perigos que possam comprometer o funcionamento do cabo. esta no litoral de São Paulo. acessado em: 13 de julho de 2015. c) polarização. paralelos entre si. e) refração. Interbits – SuperPro ® Web 8. d) refrata toda a luz que vem do fundo da piscina. é chamado a) difração. Nessa situação. (Unesp 2015) Dois raios luminosos monocromáticos. o acrílico é quase transparente porque a) seu índice de refração é muito próximo ao da água da piscina. Após atravessar o prisma. sobre o qual o mágico se apoia. d) reflexão. 9. 10. Página 6 de 21 . propagam-se no ar. O segredo desse truque é haver. b) o ângulo da luz incidente sobre ele é igual ao ângulo de reflexão. estão representados apenas três raios correspondentes às cores azul. e que é de difícil detecção pelo público. Na figura abaixo. o feixe emergente exibe um conjunto de raios de luz de diversas cores. b) interferência. sob a superfície da água da piscina. c) absorve toda a luz do meio externo que nele é incidida. por exemplo. sem afundar. verde e vermelha. um suporte feito de acrílico transparente. 60� . TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Utilize o enunciado e o gráfico abaixo para responder à(s) questão(ões) a seguir. os raios 3. (Ufrgs 2016) O fenômeno físico responsável pela dispersão da luz branca. um azul e um vermelho. (Ufu 2016) Um famoso truque de mágica é aquele em que um ilusionista caminha sobre a água de uma piscina. A V. ao atravessar o prisma. emergem pelo ponto de modo que o ângulo entre eles é igual a P. Um feixe de luz branca incide em uma das faces de um prisma de vidro imerso no ar. e incidem sobre uma esfera maciça de vidro transparente de centro C e de índice de refração nos pontos e Após atravessarem a esfera. pode-se utilizar a luz transmitida por um polaroide ou a luz refletida por uma superfície na condição de Brewster. Isso permite ver detalhes da superfície da pele que não são visíveis com o reflexo da luz branca comum. como mostra a figura. (Enem PPL 2015) A fotografia feita sob luz polarizada é usada por dermatologistas para diagnósticos. Considere um feixe de luz não polarizada proveniente de um meio com índice de refração igual a 1. Interbits – SuperPro ® Web Considerando que o índice de refração absoluto do ar seja igual a que que 1. 11. Para se obter luz polarizada. 90� fenômeno conhecido como Lei de Brewster. Nessa situação. chamado de ângulo de polarização. 2 a) 90�. e o ângulo de refração estão em conformidade com a θr Lei de Snell. b) 165� . d) 135� . 3 sen60�= 2 o ângulo indicado na figura é igual a 1 α sen30�= . o feixe da luz refratada forma um ângulo de com o feixe da luz refletida. c) 120� . Nesse caso. o ângulo da incidência também θp . que incide sobre uma lâmina e faz um ângulo de refração de θr 30� . Página 7 de 21 . e) 150� . (Ufsm 2015) Antes do seu emprego nas comunicações. as fibras óticas já vinham sendo usadas para a iluminação e inspeção das cavidades do corpo humano. Interbits – SuperPro ® Web Nessa situação. II. Um feixe de luz monocromático. qual deve ser o índice de refração da lâmina para que o feixe refletido seja polarizado? a) 3 b) 3 3 c) 2 d) 1 2 e) 3 2 12. o que possibilitou o desenvolvimento de técnicas diagnósticas como a endoscopia. que se propaga no interior do núcleo. c) apenas I e II. O fenômeno físico que permite guiar a luz. por onde a luz se propaga. ambos com índices de refração diferentes. II e III. sofre reflexão total na superfície de separação entre o núcleo e a casca segundo um ângulo de incidência á. I. Página 8 de 21 . através de um feixe de fibras flexíveis. a interface de separação entre os meios interno e externo deve ser revestida com um filme refletor. no mínimo. conforme representado no desenho abaixo (corte longitudinal da fibra). o ângulo de incidência da luz sobre a interface de separação entre dois meios deve ser tal que o ângulo de refração seja de. e uma casca de vidro. 90�. a luz deve incidir a partir de um meio de índice de refração mais alto sobre a interface com um meio de índice de refração mais baixo. III. (Espcex (Aman) 2015) Uma fibra óptica é um filamento flexível. 13. Está(ão) correta(s) a) apenas I. e) I. por um caminho curvo é a reflexão interna total. b) apenas III. Para que esse fenômeno ocorra. transparente e cilíndrico. d) apenas II e III. que possui uma estrutura simples composta por um núcleo de vidro. muda sua trajetória inicial. Dentre as afirmativas acima. O feixe luminoso propaga-se do meio menos refringente para o meio mais refringente. II. Esse efeito ocorre devido ao fenômeno óptico chamado a) reflexão. podemos considerar que vemos o Sol “aparente” e não o real. são feitas as afirmativas abaixo. ou seja. c) refração. b) dispersão. as únicas corretas são: a) I e II b) III e IV c) II e III d) I e IV e) I e III 14. IV. Interbits – SuperPro ® Web Com relação à reflexão total mencionada acima. de fato. atinge a Terra. vemos o Sol antes mesmo de ele ter. 15. I. (Fmp 2014) Página 9 de 21 . se elevado acima do horizonte. vindo do Sol. conforme indica a figura a seguir. (Ufu 2015) Quando um raio de luz. III. O ângulo limite da superfície de separação entre o núcleo e a casca depende do índice de refração do núcleo e da casca. O feixe luminoso não sofre refração na superfície de separação entre o núcleo e a casca. Por isso. o ângulo de incidência deve ser inferior ao ângulo limite da superfície α de separação entre o núcleo e a casca. Para que ela ocorra. d) difração. passando a seguir a trajetória d. se propaga no interior da lâmina e. Se o índice de refração do ar é então o índice de refração do material da lâmina é 1. volta a se propagar no ar. Um raio luminoso incide sobre o espelho horizontal pela trajetória a fazendo um ângulo de ��º em relação à reta normal deste espelho. está imerso num meio 1 cujo índice de refração é 2. em seguida. o raio refletido segue a trajetória c e sofre refração ao passar deste meio para um meio 2 cujo índice de refração é igual a 1. Após esta reflexão. que está inclinado de 75° em relação à horizontal. Interbits – SuperPro ® Web A figura acima ilustra um raio monocromático que se propaga no ar e incide sobre uma lâmina de faces paralelas. Utilizando estas Página 10 de 21 . a) 6 3 b) 6 2 c) 2 2 d) 6 e) 3 16. sofre refração. o raio segue a trajetória b e sofre nova reflexão ao atingir outro espelho. Em seguida. delgada e de espessura d com ângulo de incidência igual a O raio 60� . (Ufpr 2014) Um sistema de espelhos. esquematizado na figura abaixo. em relação à profundidade real.75 m Página 11 de 21 .75 m d) mais distante. 2.33 m e) mais distante. em relação à profundidade real.00 m Quando uma pessoa. 0. meios 1 e 2. 1. terá a impressão de vê-lo Dado: Índice de refração absoluto do ar n =1 a) mais próximo. em relação à profundidade real. na beira da piscina. 3. 1. em relação à profundidade real. Interbits – SuperPro ® Web informações. olha perpendicularmente para seu fundo (base).33 m c) mais próximo. de índice de refração absoluto igual a 4 3. e sua base se encontra abaixo da superfície livre. 0. 17. determine o ângulo de refração em relação à reta normal da interface entre os θ. em relação à profundidade real.25 m b) mais próximo. (Mackenzie 2014) Certa piscina contém água. 30� . $ = 90�. o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão. tem-se que: n1 sen α = n2 sen30� Sendo. Interbits – SuperPro ® Web Gabarito: Resposta da questão 1: [C] Pela geometria. o ângulo de refração igual a α corresponde ao índice de refração do ar e o índice de refração do líquido. n1 n2 Substituindo-se os valores dos parâmetros conhecidos na equação da lei de Snell. do $ GBC � BCF que se conclui que: � = GBC BCF $ =α Aplicando-se a lei de Snell para refração. tem-se que: 1�sen60�= n2 sen30� 3 1 = n2 2 2 n2 = 3 Página 12 de 21 .30�= 60� Quando uma luz incide sobre uma superfície plana reflexiva. o ângulo de incidência sobre a superfície do líquido.HBA α = ABG $ = 90�. Disso se conclui que: $ = GBC α = ABG $ Como os segmentos e são paralelos e o segmento é transversal aos dois GB FC BC segmentos anteriores. pode-se afirmar que os ângulos e são alternos internos. pode-se afirmar que: $ + ABG HBA $ = 90� Logo. Mas o seno do ângulo limite é: nar 1 3 sen L = � sen L = = nlíquido 3 3 Como o feixe de luz não emergirá do líquido para o ar neste ponto. nar �= װ60 sen naquário sen r 3 1 1� = 3 � sen r � sen r = \ r = 30� 2 2 Como o feixe de luz passa pelo ponto sem sofrer desvio. para o raio incidente e refratado no ponto temos: A. Página 13 de 21 . pela figura. Resposta da questão 3: [B] A figura mostra os ângulos de incidência e de emergência (i) (r). Interbits – SuperPro ® Web Resposta da questão 2: [E] Pela Lei de Snell. notamos que o raio B refratado incide em C com um ângulo de C 60�. sen 60�> sen L. se a luz passa não ocorre reflexão total. Resposta da questão 6: [B] A figura mostra os ângulos relevantes para a resolução.6 np 1. A resposta dada como correta [B] afirma que só pode ocorrer reflexão total quando a luz passa de um meio mais refringente para um menos refringente.5 2 = 1 = 3 tgr = = � r = 30� .87 3 3 3 2 Aplicando a lei de Snell: �1 � =� nar sen θ �n = �= ág sen30 1 senθ 1. Essa afirmação ficaria melhor se alterada para: A reflexão total só pode ocorrer quando o sentido de propagação da luz é do meio mais refringente para um menos refringente.5. Página 14 de 21 . Ora. 0. Quando ocorre reflexão total a luz não passa. Interbits – SuperPro ® Web Aplicando a lei de Snell: np seni =� nar=senr ��=== =װ np sen25 1 sen40 np 0. Resposta da questão 5: [B] A rigor.7 �2 � θ = 45� . não há alternativa correta.4 � � sen θ 0. 1 0.4 0. Resposta da questão 4: [C] A figura mostra o caminho seguido pelo feixe de laser. nmenor 2 1 i >�> L > =>�>i�>sen L sen sen 45 n 2. o ângulo de θ incidência na superfície da casca deve ser maior que o ângulo limite mostrado na figura. luminosa. se propaga no sentido do meio mais refringente (prisma) para o menos refringente (ar). incidindo na interface dos dois meios com ângulo maior que o ângulo limite. Ou seja.5 1 nf senL = na sen90�� senL = = = � L = 30� . (L). nf 3 2 Da figura: θ + α = 90� � � � � θ = L = 30� . na 1. Pela lei de Snell. calcula-se o valor de L. nmaior 2 n Resposta da questão 7: [A] O ângulo deve ser tal que o raio não sofra refração para a água. Página 15 de 21 . no caso. Interbits – SuperPro ® Web Está ocorrendo o fenômeno da reflexão. que se dá quando a onda. L + α = 90� � Então. para que o raio não saia da fibra o ângulo deve ser maior que θ 30� . em que um feixe de luz ao mudar de meio. Um outro truque é aquele que se mergulha um bastão de vidro em um copo de vidro com glicerina. Aplicando a Lei de Snell: Página 16 de 21 . θr = 30� . 2 2 O triângulo é isósceles. um telespectador é facilmente enganado. Interbits – SuperPro ® Web Assim: θ > 30� . Resposta da questão 9: [E] A dispersão da luz ao atravessar o prisma é devido ao fenômeno da refração. Resposta da questão 8: [A] O acrílico possui índice de refração muito próximo ao da água. Resposta da questão 10: [C] A figura mostra as trajetórias dos dois raios no interior da esfera. irá parecer que o bastão desapareceu. Resposta da questão 11: [A] Dados: nm = 1. sofre alteração na sua velocidade de propagação com a manutenção de sua frequência. então. dessa forma. θp = 60� . Aplicando a lei de Snell no ponto P: 3 1 nvidro sen θ = nar sen 60� � 3 sen θ = 1 � sen θ = � θ = 30� . Então: ˆ ACP 2 θ +=α=� += 180��= � 2 ( 30 ) α 180 α 120 . provocando uma imagem aparente tendo o Sol em uma posição mais alta no horizonte. A refração caracteriza-se por uma mudança de velocidade da onda luminosa ao passar de um meio para outro. Para ocorrer reflexão total. [III] Incorreta. Este fenômeno ondulatório chama-se refração e ocorre também no pôr do sol. 2 2 Resposta da questão 12: [C] [I] Correta. [III] Correta. Essa não é uma condição para haver reflexão total. A segunda condição para haver reflexão total é que o ângulo de incidência seja maior que o ângulo limite. Se ocorre reflexão total. Resposta da questão 13: [B] [I] Incorreta. Interbits – SuperPro ® Web 3 1 nm sen θp ==n= � �=θ L sen r= � 1sen60 nL sen30 nL nL 3. refratando os raios luminosos. Para haver reflexão total a primeira condição é que o sentido de propagação da luz seja do meio mais refringente para o menos refringente. Resposta da questão 15: [B] A figura mostra os ângulos de incidência e refração: Página 17 de 21 . nmaior nnúcleo [IV] Correta. Para ocorrer reflexão total. a segunda condição é que o ângulo de incidência no meio mais refringente seja maior que o ângulo limite. Resposta da questão 14: [C] A atmosfera da Terra funciona como uma lente. não há refração. a primeira condição é que o sentido de propagação da luz seja do meio mais refringente para o menos refringente. Verificamos esse efeito ao colocar um lápis dentro de um copo com água. [II] Correta. A expressão do ângulo limite (L) é: n n L = arc sen menor � L = arc sen casca . [II] Incorreta. 2 Resposta da questão 16: A figura mostra os ângulos relevantes para a resolução da questão. d Aplicando a lei de Snell: 3 2 3 nar sen i ===n�� =�r =� 1 sen 60 L sen n L sen 45 nL nL 2 2 2 6 nL = . Interbits – SuperPro ® Web Nessa figura: d tg r = = 1 � r = 45� . Aplicando a lei de Snell na refração: Página 18 de 21 . Calculamos a profundidade aparente da piscina (hi ) para essa pessoa.75 m.25 m. Página 19 de 21 . a imagem é sobrelevada de 0. Resposta da questão 17: [C] Aplicando a equação do dioptro plano. h i nar hi 1 = � = � h i = 2. Interbits – SuperPro ® Web n1 sen θ1 = n2 sen θ2 � 2 �sen 30° = 1� sen θ � 1 2 2 � = sen θ � sen θ = � 2 2 θ = 45� . h o nág 3 4 3 Portanto. ...Múltipla escolha 3.......................135394...............Ufpa/2016...........Ufu/2016.163292............................Baixa...Espcex (Aman)/2017.......Física.......Efomm/2017.....156292................Média...................Física.....................................................................Física...Múltipla escolha 15....Ufjf-pism 2/2016........Baixa.........................................Física...139921...Espcex (Aman)/2015.............Física............Física......137467...............163522..................Múltipla escolha 5...........................................Múltipla escolha 8...Múltipla escolha 12.........Média................Física..........Múltipla escolha 10.Baixa...........................................................163078..Física...........Baixa...........Ufu/2015.....151599.Média.............................Múltipla escolha 4..Enem PPL/2015..Ufrgs/2016......134972................................Múltipla escolha 6.....Upe-ssa 2/2016.....130708.......165923.....154546.Baixa......Baixa.....................Unesp/2015.Múltipla escolha 13............Ufsm/2015....................Média..........................Física...... Matéria Fonte Tipo 1..........Média..................Fuvest/2016....Analítica Página 20 de 21 .....156068.........................Baixa.........Fuvest/2017..Múltipla escolha 14...........Física....Múltipla escolha 7................................................Ufpr/2014.Baixa....157508...............................Física...Física...................157590........140389...Múltipla escolha 9.......Física......................Física..................Múltipla escolha 11..Física.........Múltipla escolha 16.......Baixa.................. Interbits – SuperPro ® Web Resumo das questões selecionadas nesta atividade Data de elaboração: 09/01/2018 às 15:21 Nome do arquivo: refraçao 2018 JAN Legenda: Q/Prova = número da questão na prova Q/DB = número da questão no banco de dados do SuperPro® Q/prova Q/DB Grau/Dif..........................................Física.....................Baixa..Baixa.................................Múltipla escolha 2.Fmp/2014... ... Interbits – SuperPro ® Web 17.Mackenzie/2014.....Física......................Baixa......131061...............Múltipla escolha Página 21 de 21 ..........