Questões de Concurso sobre Refração

Ao observarmos, com um ângulo de 60⁰ com a vertical, uma pedra no fundo de um recipiente cheio de um líquido de altura H, a imagem da pedra sofre uma elevação aparente de 2 cm.

Sabendo-se que o índice de refração do líquido é $\sqrt{3}$, pode-se concluir, corretamente, que a altura H do líquido, em cm, corresponde a:

Observe a imagem e leia o texto.

Um professor pediu a seus alunos que explicassem por que um lápis, dentro de um copo com água, parece estar quebrado, como mostrado nesta figura.

Bruno respondeu: “Isso ocorre porque a velocidade da luz na água é menor que a velocidade da luz no ar”.

Tomás explicou: “Esse fenômeno está relacionado com a alteração da frequência da luz quando esta muda de meio”.

Considerando as duas respostas, é CORRETO afirmar que:

Na figura A, ao atingir o contato entre os meios com índices de refração n₁ e n₂ distintos, a radiação propaga-se na direção R1.

Observe a figura a seguir.

Um raio de luz, ao incidir sobre uma camada de vidro de espessura t e índice de refração n, emerge na outra face com um deslocamento d em relação ao raio incidente. Determine o deslocamento d em função dos parâmetros da figura.

Um raio de luz monocromática, vindo do ar, chega com ângulo de incidência î à superfície livre da água contida num recipiente, como mostra a figura 1. Sendo o índice de refração da água n_A, ele emerge com ângulo de refração r₁. Se para chegar à água esse raio luminoso tiver que atravessar uma tampa de vidro de índice de refração n_V > n_A, como mostra a figura 2, emergirá com ângulo de refração r₂. Se, porém, para chegar à água tiver que atravessar uma tampa de plástico de índice de refração n_P < n_A, como mostra a figura 3, emergirá com ângulo de refração r₃.

Esses ângulos de refração são tais que

Em uma aula de Física usando o simulador PHET Interactive Simulations, uma professora incide um raio de luz vermelha, formando um ângulo de incidência de 30°, sobre uma superfície de separação entre dois meios transparentes, o vidro e o ar. Nessa situação, o raio refratado forma um ângulo de 48,5°, com a reta normal. O medidor de intensidade da luz, disponível no simulador, indica que 89,48% da luz emitida é refratada, como pode ser visto na figura a seguir.

Montagem realizada no simulador. Disponível em: https://phet.colorado.edu/pt_BR/simulations/bending-light. Acesso em: 12 jun. 2022.

Dados:

• Índice de refração do ar: n_ar = 1,0

• Índice de refração do vidro: n_vidro = 1,5

• sen 42° = 0,66

Se a professora mudar o ângulo de incidência para de 45°,

Na figura precedente, está esboçado um experimento de refração da luz. Na tabela, há informações dos índices de refração de alguns meios refratores. O transferidor foi colocado apenas como uma referência da medida angular, portanto, desconsidere o seu índice de refração.

Com relação a essas informações, a opção que melhor descreve o fenômeno de difração, considerando-se os índices de refração dos meios 1 e 2, respectivamente, é

Figura 2

ar

____________________________

película

____________________________

vidro

____________________________

Fonte: autoria própria

Suponha que um pesquisador esteja executando um experimento relacionado à interferência e que, neste experimento, seja utilizada uma placa de vidro cujo índice de refração é $n_{vidro}=1,50.$ A intenção é que a componente vermelha da luz branca que incide no ar sobre a placa de vidro sofra interferência destrutiva. Para esse fim, o pesquisador instalou, entre o ar e o vidro, uma película fina com índice de refração igual a $n_{pel\acute{ı}cula}=1,30,$ conforme consta na figura 2. O comprimento de onda da luz vermelha é de 650 nanômetros e o índice de refração do ar é igual a 1. Nessa a situação, a película deve ter a espessura mínima $e$ igual a

Sobre a refração da luz, constata-se que

Um dos fenômenos ópticos que observamos na propagação da luz é a refração. Com relação à refração de um feixe luminoso monocromático que ocorre quando ele incide na superfície de separação de dois meios distintos, é correto afirmar que

Um feixe de luz contendo as cores Vermelho, Verde e Azul incide em um prisma (ABC, no diagrama abaixo). O ângulo de incidência sobre a aresta AB é de 90º. Os índices de refração no interior do prisma são 1,47, 1,44 e 1,39 , respectivamente na ordem crescente dos comprimentos de onda de cada uma dessas cores.

Considere 1,0 o índice de refração do ar. Considere a tabela abaixo para a análise de ângulo limite de refração.

Assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do ângulo BÂC (indicado na figura) para que apenas a cor vermelha atravesse a aresta AC e as outras duas sejam refletidas na direção da aresta BC.

A óptica de raios, também conhecida como óptica geométrica, não leva em consideração o caráter ondulatório da luz, nem a sua polarização. Nestas condições, efeitos como difração e interferência não se evidenciam. Do ponto de vista da ótica, entende-se como meio homogêneo aquele que:

A figura B ilustra o princípio de Huygens aplicado a uma frente de onda que atinge um espelho.

Um raio de luz monocromático (raio I) incide sobre a superfície plana de separação entre dois meios homogêneos e transparentes, parte do raio é refletido (raio II) e parte é refratado (raio III). O meio 1 é o ar (índice de refração igual a 1) e no meio 2 tem-se o valor da velocidade da luz igual a $\sqrt{3}$ . 10⁸ m/s. O raio II forma com a superfície de separação um ângulo de 30º, conforme pode ser observado na figura a seguir. Determine, em graus, o ângulo β que é formado entre o raio refratado e o raio incidente.

Sendo que:

- N é reta normal aos meios; e

- a velocidade da luz no ar tem valor igual a 3 . 10⁸ m/s.

Observe a figura a seguir que representa um raio de luz propagando do ar para vários meios.

A classificação, de acordo com o índice de refração do meio, de maior para menor é:

Em 2002, um mecânico da cidade mineira de Uberaba (MG) teve uma ideia para economizar o consumo de energia elétrica e iluminar a própria casa num dia de sol. Para isso, ele utilizou garrafas plásticas PET com água e cloro, conforme ilustram as figuras. Cada garrafa foi fixada ao telhado de sua casa em um buraco com diâmetro igual ao da garrafa, muito maior que o comprimento de onda da luz. Nos últimos dois anos, sua ideia já alcançou diversas partes do mundo e deve atingir a marca de 1 milhão de casas utilizando a “luz engarrafada”.

ZOBEL, G. Brasileiro inventor de “luz engarrafada” tem ideia espalhada pelo mundo. Disponível em: www.bbc.com. Acesso em: 23 jun. 2022 (adaptado).

Que fenômeno óptico explica o funcionamento da “luz engarrafada”?

Com base na imagem apresentada a seguir, assinalar a alternativa que preenche as lacunas abaixo CORRETAMENTE:

Segundo as leis da propagação da luz, esta se propaga no vácuo, em todas as direções e em linha reta. Essas direções são indicadas por retas, que representam os raios luminosos, sendo que um conjunto de raios luminosos constitui um feixe luminoso, que pode ser de três tipos, representados na figura acima. São eles: ____________ (A), ____________ (B) e ____________ (C).

Um prisma de vidro tem índice de refração igual a $\sqrt{2}$ ≅ 1,414. Um raio de luz monocromático, proveniente do ar, incide em uma das faces do prisma sob um ângulo de 45° com a normal. O ângulo de incidência na segunda face é o ângulo limite θ_L de reflexão total.

Qual é o ângulo β de abertura do prisma?

(Dado: $\sqrt{2}$/2 ≅ 0,707)

Em óptica denomina-se “desvio angular” (δ) o ângulo que a direção de incidência forma com a direção de emergência. Quando um raio de luz monocromática, vindo do ar, incide sobre a superfície livre de um líquido transparente em equilíbrio hidrostático da origem a um raio refratado e um raio refletido. Ocorrem, portanto, um desvio angular por refração (δ_refl) e um desvio angular por reflexão (δ_refl) como ilustra a figura.

Suponha que o desvio angular por refração δ_refr = 30^o e que o desvio angular por reflexão δ_refr = 60^o . Considere o índice de refração do ar n_ar = 1. Nesse caso, o índice de refração do líquido é igual a

Observe a figura a seguir.

No laboratório, ao incidir um feixe de luz sobre a face A de um prisma, obteve-se como resultado três feixes a, b, e c emergindo na face B. Os feixes emergentes possuem de comprimentos de onda λ_a, λ_b e λ_C. Conforme a figura, o que justifica essa separação dos feixes e qual é a ordem crescente dos comprimentos de onda dos feixes emergentes?