Questões de Concurso sobre Reflexão

A polarização é um fenômeno ondulatório que permite distinguir ondas transversais de ondas longitudinais. Sobre a polarização da luz por reflexão (Ângulo de Brewster), afirma-se que, quando a luz incide sobre uma superfície dielétrica com o ângulo de Brewster:

Examine a figura abaixo.

Considere que o prisma de reflexão acima é utilizado para guiar o feixe de luz na conexão de dois segmentos retilíneos de fibra ótica perpendiculares entre si. O meio externo ao aparato é o ar, e o mesmo material (vidro) é utilizado nas fibras e no prisma: com um ângulo crítico ${\theta }_c$ igual a aproximadamente 41°, é assegurada a reflexão total dos raios predominantemente longitudinais nas fibras óticas. Os raios luminosos A, B e C, refletindo nas paredes superior e inferior da fibra horizontal com ângulos de incidência $\theta$ (A e B) e 45°(C), incidem na face inclinada do prisma com ângulos iguais a 49°, ${\theta }_c$ e zero, respectivamente. Portanto, para garantir a reflexão total no prisma, o ângulo mínimo $\theta$ de incidência na fibra ótica, em graus, deve ser igual a:

A instalação de certo museu de ciências apresenta dois espelhos esféricos, um concavo (E₁) e outro convexo (E₂), posicionados conforme mostra a figura, alinhados com eixo ótico principal e com suas faces refletoras voltadas uma para a outra.

Os raios de curvatura dos espelhos têm o mesmo comprimento, seus respectivos vértices (V₁ e V₂), focos (F₁ e F₂) e centros de curvatura (C₁ e C₂) também estão representados na figura.

(Arquivo pessoal; imagem usada com autorização)

A medida da distância (C₁V₂) do centro de curvatura C₁ até o vértice V₂ é igual à medida do raio de curvatura de cada espelho.

Se um objeto extenso for colocado sobre o centro C₁, a distância entre as imagens conjugadas pelos espelhos citados será

Na sala escura, a turma passou luz por uma fenda muito estreita e viu um desenho de faixas claras e escuras na parede. Esse fenômeno é:

É importante ressaltar que as cores dos objetos refletem propriedades físicas inerentes a eles. Quanto ao destino da luz depois de incidir sobre um corpo qualquer, podemos classificá-los em três categorias: objetos opacos, transparentes e translúcidos.

Em relação às especificidades dessas categorias, analise as proposições a seguir.

I- Os objetos transparentes permitem que a luz passe através deles. A transmissão da luz através de um objeto tem a ver com o fenômeno da reflexão da luz

II- Os translúcidos permitem a passagem de apenas uma parte da luz. A transmissão da luz através de um objeto tem a ver com o fenômeno da refração da luz.

III- Os opacos podem espalhar, refletir ou absorver a luz. Eles transmitem muita luz.

É CORRETO o que se afirma apenas em:

Assinale a alternativa que indica corretamente o nome do fenômeno conhecido como eco.

Durante uma aula na qual se destaca a relação entre ciência e sociedade, o professor propõe uma reflexão sobre os desafios e avanços da democratização do conhecimento. Qual alternativa representa as ações na escola que se articulam com a produção de conhecimento científico?

Relacione a Coluna 1 à Coluna 2, associando os fenômenos ondulatórios listados com as situações práticas, tecnológicas ou exemplos físicos descritos.

Coluna 1

1. Reflexão.

2. Refração.

3. Polarização.

4. Interferência.

Coluna 2

( ) Uso de óculos com lentes antirreflexo, que possuem um filme fino na superfície para anular parte da luz que seria refletida.

( ) Operação de óculos de sol que reduz o brilho intenso refletido por superfícies horizontais (como água ou asfalto) ao filtrar oscilações da luz em planos específicos.

( ) Mudança abrupta na direção de propagação da luz ao passar do ar para a água, fazendo com que um objeto pareça estar em uma profundidade menor do que a real.

( ) Funcionamento básico do sonar de um navio para mapear o fundo do oceano, emitindo um pulso sonoro e medindo o tempo de seu retorno.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

Durante uma manutenção, um técnico derruba acidentalmente uma pequena quantidade de líquido transparente sobre o piso liso do laboratório. Ao se abaixar, ele percebe que a lâmina líquida reflete nitidamente o teto e seu próprio rosto, como se fosse um espelho plano. Intrigado, ele pergunta ao professor de óptica se a lâmina líquida se comporta realmente como um espelho. O professor responde que a reflexão observada é explicada pela lei da reflexão e pela diferença de índices de refração entre o ar e o líquido.

Com base nesse contexto, considerando a teoria da reflexão da luz em meios transparentes, analise as assertivas e assinale a alternativa que aponta as corretas.

I. A reflexão na superfície do líquido ocorre devido à mudança brusca do índice de refração entre o ar e o líquido, o que faz parte da luz incidente ser refletida.

II. Mesmo sendo transparente, o líquido reflete luz porque nenhum material transmite 100% da radiação incidente.

III. A imagem observada é virtual, direita e simétrica em relação à superfície líquida, assim como em um espelho plano.

IV. Se o ângulo de incidência aumentar, a intensidade da luz refletida tende a aumentar.

V. O fenômeno pode ser descrito pela lei da reflexão, em que o ângulo de incidência é igual ao ângulo de reflexão, independentemente do material do líquido.

A óptica é a área da física que estuda a luz e seus fenômenos. A respeito desse assunto, assinale a alternativa correta.

Considerando o contexto apresentado no filme, qual das propostas pedagógicas incentiva os estudantes a refletirem sobre seus interesses, no contexto de Projeto de Vida, que perpassem por temas relacionados à Física?

Um pesquisador posiciona um laser sobre a superfície horizontal de um balcão à altura h acima do chão. O feixe do laser é emitido formando um ângulo θ acima da horizontal e atinge um espelho plano, perfeitamente horizontal, fixado no teto. Após refletir no espelho, o feixe atinge o chão a uma distância horizontal L medida a partir da linha vertical do ponto de emissão do feixe. Desprezando a dispersão, determine a expressão da altura do teto (H) medida desde o chão e assinale a alternativa correta.

O princípio básico de funcionamento das fibras ópticas é a reflexão total interna.

Sobre luz e fenômenos ópticos, analise as afirmativas.

I – Em reflexão especular, ângulo de incidência igual ao ângulo de reflexão em relação à normal.

II – Na passagem do ar para o vidro, velocidade da luz diminui e o raio aproxima-se da normal em incidências oblíquas moderadas.

III – Difração acentuada ocorre quando a fenda tem largura próxima do comprimento de onda, gerando franjas visíveis.

IV – Refração total interna aparece quando o feixe parte de meio menos refringente para mais refringente acima do ângulo crítico.

Estão corretas as afirmativas:

A linha espectral 𝐷₁ de uma lâmpada de descarga de sódio tem um comprimento de onda no vácuo de 589 nm. Suponha que tal luz incida a 24,0° na superfície de um filme de óleo de soja (𝑛 = 1,47) suspenso no ar por meio de uma armação feita de arame. Considere o índice de refração do ar igual a 1 e, se necessário, utilize a tabela abaixo:

Qual é a espessura mínima, aproximadamente, que uma região qualquer do filme deve ter para que a luz refletida por essa área se apresente mais intensa para o observador?

Um acidente marítimo causou um derramamento de óleo no mar. Na região, formou-se uma fina camada iridescente de óleo que flutua sobre a água calma do mar. Os índices de refração do óleo e da água são 3/2 e 4/3, respectivamente. Suponha que, à tarde, a luz solar incide com ângulo de 45º sobre a mancha de óleo e que um observador observa o reflexo do sol na camada de óleo com uma cor verde, com forte contribuição de comprimentos de onda em torno de 520 nm. Assinale a alternativa que contém o valor mais próximo da menor espessura da camada de óleo que permita a ocorrência do efeito descrito.

A reflexão total interna é um fenômeno óptico importante, explorado em dispositivos como fibras ópticas, sensores ópticos e instrumentos de precisão em laboratórios. Ela ocorre sob condições específicas, quando a luz se propaga de um meio mais refringente para outro de menor índice de refração. Com base nesse fenômeno e em suas aplicações, assinala a alternativa incorreta.

O uso das fibras óticas é uma das principais aplicações tecnológicas da óptica na área de comunicações. Fibras cilíndricas finas de vidro ou plástico podem ser usadas para transmitir sinais ao invés de fios metálicos. A grande vantagem está na largura de banda disponível quando o portador são ondas eletromagnéticas. Isso permite que uma fibra carregue muito mais sinais independentes diferentes do que um fio condutor. Existem também vantagens em termos de peso e independência de recursos limitados. Considere uma fibra óptica composta por um núcleo de vidro fino com índice de refração 𝑛_𝑓, cercado por uma camada de revestimento de menor densidade com índice de refração 𝑛_𝑟 < 𝑛_𝑓. O índice de refração do ar é denotado por 𝑛_𝑜. Assinale a alternativa que expressa corretamente o ângulo de incidência máximo (𝜃_m) que qualquer raio que incida na face de entrada seja guiado dentro da fibra por reflexões internas totais sucessivas.

Uma luz monocromática incide um raio luminoso sobre uma superfície plana, formando um ângulo de 20º com a superfície. Qual o valor do menor ângulo formado entre o raio incidente e o raio refletido?

A luz exibe um comportamento de propagação que é caracterizado por trajetórias retilíneas no vácuo ou em meios transparentes e homogêneos, salvo quando submetida a fenômenos de interação, como reflexão, refração, difração ou interferência, os quais alteram sua trajetória original de maneira perceptível.