LISTA BÁSICA DE REFRAÇÃO DA LUZ Questão 01 - (UNICAMP SP)

A radiação Cerenkov ocorre quando uma partícula carregada atravessa um meio isolante com uma velocidade maior do que a velocidade da luz nesse meio. O estudo desse efeito rendeu a Pavel A. Cerenkov e colaboradores o prêmio Nobel de

Física de 1958. Um exemplo desse fenômeno pode ser observado na água usada para refrigerar reatores nucleares, em que ocorre a emissão de luz azul devido às partículas de alta energia que atravessam a água.

a) Sabendo-se que o índice de refração da água

é n = 1,3, calcule a velocidade máxima das partículas na água para que não ocorra a radiação Cerenkov. A velocidade da luz no vácuo é c = 3,0 108m/s.

b) A radiação Cerenkov emitida por uma partícula tem a forma de um cone, como ilustrado na figura abaixo, pois a sua velocidade, vp , é maior do que a velocidade

da luz no meio, vl . Sabendo que o cone formado tem um ângulo θ = 50º e que a radiação emitida percorreu uma distância d = 1,6m em t = 12ns, calcule vp.

Dados: cos50º = 0,64 e sen50º = 0,76.

Questão 02 - (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) 2,0 vezes d) 2,5 vezes

Questão 03 - (UEPG PR)

A dispersão da luz consiste em um fenômeno no

qual a luz branca ao penetrar em um dioptro se separa em várias cores, formando um espectro. Sobre esse fenômeno, assinale o que for correto.

01. O índice de refração de um meio varia com a

cor da luz incidente sobre ele.

02. O arco íris é um espectro da luz solar, as gotículas de chuva atuam como dioptros.

04. Toda refração é acompanhada de dispersão. 08. Se um objeto se apresenta branco, quando

exposto à luz solar, é porque ele absorve todas as cores.

16. A luz emitida por sólidos e líquidos

incandescentes fornece espectros contínuos.

Questão 04 - (UFSM)

As fibras óticas foram inventadas na década de 1950 e estão sendo usadas para transmitir informação. Um tipo de fibra ótica é formado por um cilindro de vidro com índice de refração n1 e recoberto por uma camada de vidro com índice de

refração n2. A luz se propaga no cilindro central e não passa à camada externa, porque realiza reflexões totais na superfície de separação. Para que ocorram essas reflexões totais, a) n1 > n2. b) n1 = 0. c) n1 = n2.

d) n2 > n1. e) n2 = 0.

Questão 05 - (UFTM)

A refração é um fenômeno da ondulatória que

ocorre com todos os tipos de onda. No caso específico da luz, afirma-se que:

I. Este fenômeno só ocorre quando um raio de

luz, atravessando a superfície de separação entre dois meios ópticos, sofre desvio de seu trajeto original.

II. Quanto mais refringente for um meio óptico, maior será a velocidade da luz em seu interior.

III. O raio incidente, o raio refratado e a reta normal, tomada no ponto de incidência do raio de luz na superfície de separação entre

dois meios ópticos, estão contidos no mesmo

plano.

É correto o afirmado em: a) I, apenas. b) III, apenas. c) I e II, apenas.

d) II e III, apenas. e) I, II e III.

Questão 06 - (UFLA MG)

Na figura abaixo, observa‐se um raio de luz que

atravessa o meio 1 e passa para o meio 2 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 2 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 2.

d) a velocidade da luz não influencia o fenômeno de refração, pois esse fenômeno depende apenas da refringência do meio.

Questão 07 - (UNESP)

Três feixes paralelos de luz, de cores vermelha, amarela e azul, incidem sobre uma lente

convergente de vidro crown, com direções paralelas ao eixo da lente. Sabe-se que o índice de refração n desse vidro depende do comprimento de onda da luz, como mostrado no gráfico da figura.

Após atravessar a lente, cada feixe irá convergir

para um ponto do eixo, a uma distância f do

centro da lente. Sabendo que os comprimentos de onda da luz azul, amarela e vermelha são 450 nm, 575 nm e 700 nm respectivamente, pode-se afirmar que a) fazul = famarelo = fvermelho. b) fazul = famarelo < fvermelho.

c) fazul > famarelo > fvermelho. d) fazul < famarelo < fvermelho. e) fazul = famarelo > fvermelho.

Questão 08 - (UEPB)

Em 1621, o cientista holandês Willebrord van

Roijen SNELL (1591 - 1626) 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 2.

A tabela a seguir relaciona o índice de refração para sete meios materiais diferentes. Se

necessário, adote c = 3.108 m/s.

1,6600(f lint)

1,5000(crown) Vidro

1,4800Óleo

1,3600

Vácuo

refração de Índicematerial

Vidro

etílicoÁlcool

3300,1Água

0003,1Ar

0000,1

Meio

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.

Questão 09 - (UEM PR)

Um feixe de laser é dirigido para a superfície das águas plácidas de um lago, como ilustra a figura abaixo.

Quais pontos seriam iluminados pelo laser? a) 1 e 3.

b) 1 e 2. c) 2 e 4. d) 2 e 3. e) 3 e 4.

Questão 10 - (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 3,0x108 m/s, a melhor estimativa para a velocidade da luz na água é

a) 0,4x108 m/s. b) 0,9x108 m/s. c) 2,3x108 m/s. d) 3,0x108 m/s. e) 3,9x108 m/s

Questão 11 - (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) 4/ 7 .

d) 1/4 . TEXTO: 1 - Comum à questão: 12 OBSERVAÇÃO: Nas questões em que for necessário, adote para g, aceleração da gravidade na superfície

da Terra, o valor de 10 m/s2; para a massa específica

(densidade) da água, o valor de 33 g/cm 1 kg/m 1000 ;

para o calor específico da água, o valor de C)º cal/(g 0,1 ; para uma caloria, o valor de 4 joules.

Questão 12 - (FUVEST SP)

Dois sistemas óticos, D1 e D2, são utilizados para

analisar uma lâmina de tecido biológico a partir de direções diferentes. Em uma análise, a luz fluorescente, emitida por um indicador incorporado a uma pequena estrutura, presente no tecido, é captada, simultaneamente, pelos dois sistemas, ao longo das direções tracejadas. Levando-se em conta o desvio da luz pela

refração, dentre as posições indicadas, aquela que poderia corresponder à localização real dessa estrutura no tecido é

Suponha que o tecido biológico seja transparente à luz e tenha índice de refração uniforme, semelhante ao da água.

a) A b) B c) C d) D

e) E Questão 13 - (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:

2/1)º60cos()º30(sen

2

3)º60(sen)º30cos(

a) 1/31/2 b) 1/2

c) 1 d) 31/2 e) 2

Questão 14 - (UESPI)

A respeito do fenômeno da refração de um feixe

de luz monocromática, é correto afirmar que:

a) quando a luz refrata para um meio com índice de refração maior, a sua freqüência aumenta.

b) quando a luz refrata para um meio com índice de refração maior, a sua freqüência diminui.

c) a velocidade da luz pode aumentar ao mudar de meio.

d) a velocidade da luz permanece com o seu valor constante ao mudar de meio.

e) quando a luz refrata para um meio com índice de refração maior, o seu comprimento de onda aumenta.

Questão 15 - (UDESC)

Um feixe de luz, cujo comprimento de onda é igual a 600 nm, propagando-se no ar, incide sobre um bloco de material transparente. O feixe de luz incidente forma um ângulo de 30° com relação a uma reta normal à superfície do bloco, e o

refratado faz um ângulo de 20° com a normal. Considerando o índice de refração do ar igual a

1,00 e a tabela abaixo, o valor do índice de refração do material é:

a) 1,47 b) 0,68 c) 2,56

d) 0,93 e) 1,00

TEXTO: 2 - Comum à questão: 16

Dados necessários para a resolução de algumas

questões desta prova:

Valor da aceleração da gravidade: -2s m 0,10g

Densidade da água: -33 m kg 10 x 00,1

Pressão atmosférica: Pa 10 x 1,0atm 1 5

14,3

Calor específico da água: 1-1 Cºg cal 1c

Calor latente de fusão do gelo: 80 cal g-1

Questão 16 - (UNIOESTE PR)

Uma fibra óptica é uma estrutura cilíndrica feita

de vidro, constituída basicamente de dois materiais diferentes, que compõem o núcleo e a casca, como pode ser visto em corte na figura

abaixo. Sua propriedade de guiamento dos feixes de luz está baseada no mecanismo da reflexão interna total da luz que ocorre na interface núcleo-casca. Designando por NUCLEO e CASCA

os índices de refração do núcleo e da casca, respectivamente, analise as afirmações I, II e III abaixo, que discutem as condições para que

ocorra a reflexão interna total da luz.

I. NUCLEO > CASCA

II. Existe um ângulo L, de incidência na interface núcleo-casca, tal que CASCANUCLEO / L sen .

III. Raios de luz com ângulos de incidência L

sofrerão reflexão interna total, ficando presos dentro do núcleo da fibra.

Analisando as afirmações, podemos dizer que

a) somente I está correta

b) somente I e II estão corretas. c) somente I e III estão corretas. d) todas estão corretas. e) nenhuma se aplica ao fenômeno da reflexão

interna total da luz em uma fibra ótica Questão 17 - (UECE)

Um raio luminoso monocromático propaga-se através de quatro meios materiais com índices de

refração n0, n1, n2 e n3, conforme mostra a figura a seguir

Nestas condições, é correto afirmar que

a) n0 > n1 > n2 > n3. b) n0 = n1 > n2 > n3. c) n0 = n1 < n2 < n3.

d) n0 < n1 < n2 < n3. Questão 18 - (UFES)

A empresa ABC Xtal, instalada no Pólo Tecnológico de Campinas-SP, desenvolve tecnologia de

qualidade internacional na produção de fibras óticas.

“A fibra óptica é basicamente constituída de dois tipos de vidros: a parte central, o núcleo, e o revestimento que envolve o núcleo”.

(BRITO CRUZ, Carlos H. de. Física e Indústria no Brasil (1). Cienc. Cult. Vol. 57(3), São Paulo,

2005. Adaptado.)

Para que ocorra reflexão total da luz em uma fibra ótica, é necessário que

a) o índice de reflexão do núcleo seja igual ao do

revestimento. b) o índice de refração do núcleo seja igual ao do

revestimento. c) o índice de reflexão do núcleo seja maior que

o do revestimento.

d) o índice de refração do núcleo seja maior que o do revestimento.

e) o índice de refração do núcleo seja menor que o do revestimento.

Questão 19 - (UDESC)

Uma fonte pontual de luz está localizada 3,0 m abaixo da superfície da água de uma lagoa artificial. Um observador olhando o lago, de cima, enxerga um círculo sobre a superfície da água,

formado pela luz que emerge através da água, vinda diretamente da fonte. Utilize os dados da tabela abaixo, e considere o índice de refração da luz no ar igual a 1,00 e na água igual a 1,33. O valor do raio do maior círculo de luz formado sobre a superfície da água é:

0,001,0090,0º

0,500,8760,0º

0,660,7548,5º

0,740,6641,5º

0,870,5030,0º

)( cos )(sen )( Ângulo

a) 2,6 m b) 3,4 m

c) 6,8 m d) 3,0 m e) 1,5 m

Questão 20 - (UECE)

Um raio de luz, se propagando inicialmente no

vácuo, incide na superfície lateral de um cilindro

de material cujo índice de refração é 1,2 do valor para o vácuo. Suponha que o raio de luz se propague em um plano que contém o eixo do cilindro e incida perpendicularmente a esse eixo. Sobre o desvio, em relação à direção de incidência, que o raio sofrerá ao atravessar o

cilindro, é correto afirmar que

a) será nulo, porque a direção do raio incidente é normal à superfície.

b) será de 1,2 graus, porque a direção do raio incidente é normal à superfície.

c) será de 2,1

1 graus porque a direção de

incidência é normal à superfície.

d) será nulo, pois o raio sofrerá reflexão total.

GABARITO: 1) Gab: a)Vágua 2,3 108m/s b)vp 2,08 108m/s 2) Gab: C 3) Gab: 23 4) Gab: A 5) Gab: B 6) Gab: B 7) Gab: D 8) Gab: E 9) Gab: A 10) Gab: C 11) Gab: C 12) Gab: C 13) Gab: D

14) Gab: C 15) Gab: A 16) Gab: C 17) Gab: C 18) Gab: D 19) Gab: B 20) Gab: A