Questões de Concurso sobre Refração

Considere que um raio de luz incida na interface entre dois meios dielétricos, cujos índices de refração são n₁ e n₂, tal que os ângulos de incidência ($\theta$₁) e de transmissão (_$\theta$2) com relação à direção normal à interface sejam relacionados por ${\theta }_2=\frac{{\theta }_1}{2}.$ Nesse caso, segundo a lei de Snell, $n_2=2n_1\cdot sen\left(\frac{{\theta }_1}{2}\right).$

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

A figura a seguir representa uma lâmina de faces paralelas, de espessura 6 cm, que é constituída de um material de índice de refração igual a $\sqrt{2}$ Um raio de luz que se propaga no ar, incide na lâmina formando um ângulo de 45° com a normal. Assinale a alternativa que indica o valor, aproximado, em cm, do desvio lateral (d) sofrido pelo raio de luz incidente.

Adote os valores sen 45° = $\frac{\sqrt{2}}{2}$ , sen 15°= 0,26, cos 30°= 0,87 e índice de refração do ar = 1.

No fenômeno da refração, algumas características da onda se alteram quando ela refrata. Considere uma onda numa corda, que refrata do meio 1, menos denso, para o meio 2, mais denso, conforme ilustrado a seguir:

A partir das medidas indicadas na figura, é correto afirmar que a frequência da onda no meio 1 é igual a

Para que ocorra interferência construtiva no processo de espalhamento de raios X por uma estrutura cristalina, a diferença de caminho entre planos adjacentes deve ser um número inteiro do comprimento de onda dos raios X incidentes, e o ângulo de espalhamento das ondas deve ser igual ao ângulo de incidência das respectivas ondas.

O índice de refração absoluto de um meio vale 1,5. Considerando que a velocidade da luz ao se propagar no vácuo é igual a 3 x 10⁸ m/s, a velocidade de propagação da luz, no meio descrito, vale

Na miopia, representada na figura pelo esquema (C), a imagem se forma atrás da retina e a correção é feita com lentes convexas.

Assinale a alternativa que corretamente completa a frase a seguir:

“A ___________ ocorre quando uma onda passa de um meio para outro, mudando de velocidade e direção.”

Ao apreciar a beleza de um arco-íris, o que vemos é uma combinação de efeitos de reflexão, refração e dispersão combinados. No céu, esse fenômeno acontece quando um raio de luz solar refrata em uma gotícula de água, seguida de uma reflexão na parte posterior da gotícula e, finalmente, refratando da gotícula para o ar. O resultado disso é um arco de luz colorido centrado em um ponto do céu oposto ao Sol. Todos os raios de luz saem da gotícula, formando um ângulo com o eixo central. Algumas vezes, é possível verificar a existência de um segundo arco-íris com cores invertidas.

A razão para inversão de cores em um segundo arco-íris se deve

Um tanque foi construído e revestido internamente com azulejos quadrados de 10 cm de lado e contém 16 azulejos justapostos verticalmente. Um observador na borda do tanque cheio com água, olhando quase que perpendicularmente, terá uma visão da parede do tanque. Assinale a opção que apresenta a medida do lado de um azulejo visto pelo observador.

Dados: Índice de refração do ar = 1; e

Índice de refração da água = 4/3.

O fenômeno de refração da luz ocorre quando:

Para determinar o índice de refração de um líquido transparente, utiliza-se uma montagem experimental conforme ilustrado na Figura 1 abaixo. Um recipiente semicilíndrico de acrílico, contendo o líquido, é colocado na frente de um transferidor impresso. A partir de um laser, a luz incide sobre o centro 𝑂 do círculo, e são medidos os ângulos de incidência 𝜃_𝑖 e de refração 𝜃_𝑟 da luz. O procedimento é repetido para ângulos de incidência espaçados em 5°. A Figura 2 abaixo ilustra um gráfico com estas medidas. A partir dessas informações, calcule o índice de refração do líquido.

Uma fina película de óleo com índice de refração 𝑛 e espessura 𝑑 é colocada sobre uma placa de vidro com índice de refração 𝑛′ < 𝑛. Para a incidência normal de uma luz monocromática com comprimento de onda 𝜆 no ar, qual é a condição para interferência construtiva dos feixes de luz refletidos sobre as duas primeiras interfaces, em termos de 𝜆 e do número inteiro 𝑚 = 0, 1, 2, …?

A figura mostra o esquema de um recipiente contendo um determinado líquido A. Um raio de luz monocromática incide sobre a superfície livre do líquido segundo um ângulo î com a vertical e refrata até atingir o fundo do recipiente. O sistema se encontra no ar. A seguir o líquido A é substituído por outro líquido B, de índice de refração maior que o de A, e ocupando o mesmo volume no recipiente. A direção de incidência do mesmo raio luminoso é mantida.

Assim, o raio refratado deverá se propagar com

Analise as afirmativas abaixo sobre refração da luz e assinale a opção correta.

I- A refração da luz é o desvio da luz ao atravessar a fronteira entre dois meios transparentes.

II- Na refração da luz, o raio refratado pode não apresentar desvio em relação ao raio incidente.

III- Quando um raio incidente oblíquo passa do meio menos refringente para o meio mais refringente, ele aproxima da normal.

Um raio luminoso monocromático vermelho, que se propaga no ar em temperatura ambiente, incide sob um ângulo  na superfície plana de separação com glicerina. Dentre as figuras abaixo, a que melhor representa uma possível descrição do comportamento desse raio de luz, após a incidência no dióptro plano, é

Observe a figura a seguir que representa o disco de Newton:

(Disponível em: https://www.publicdomainpictures.net/pt/ view-image.php?image=136350&picture=disco-newton)

Nesse disco, estão representadas as cores do arco íris. Ao entrar em movimento, isto é, ao girar com velocidade suficientemente rápida, cada cor do disco se sobrepõe na nossa retina, produzindo a ilusão de que o disco aparenta a cor branca.

Esse experimento está relacionado com um fenômeno observado e descrito por Newton, que resultou no seguinte conceito com relação à luz:

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.

Assinale a alternativa que nomeia corretamente o fenômeno observado quando a luz branca passa por um prisma, resultando na separação das diferentes cores que compõem essa luz.