Questões de Concurso sobre Refração

Considere uma situação em que um feixe luminoso incide sobre uma lâmina d’água transparente de tal forma que parte da luz seja refratada e parte seja refletida. Nesse caso, quando a soma do ângulo de incidência com o ângulo de refração resulta em um ângulo reto, o ângulo de incidência é denominado ângulo de Brewster (θ_B). Nessas circunstâncias, para luz incidente não polarizada, a luz refletida torna-se polarizada, o que permite uma visão mais nítida da superfície. Nas figuras, pode-se ver duas fotografias de um mesmo lago, uma feita com uma lente não polarizada e a outra, com uma lente polarizada.

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Considere que, quando um raio luminoso se propaga pelo ar e incide na superfície do lago representado na figura, o ângulo de Brewster seja θ_B = 53º. Sendo n_AR = 1 o índice de refração absoluto do ar e adotando sen53º = 0,8 e cos53º = 0,6, o índice de refração absoluto das águas desse lago é, aproximadamente,

Sabendo que uma onda luminosa de feixe estreito, com comprimento de onda de 550 nm, se propagando no ar, incide em uma das faces de um prisma com um ângulo de incidência i₁ = 60º, conforme a figura abaixo, e emerge na outra face com um ângulo de desvio θ = 30º, calcule o índice de refração do prisma e assinale a opção correta.

Dado: n_ar=1,0

O índice de refração absoluto n de um meio, para determinada luz monocromática, é determinado pela razão entre a velocidade da luz no vácuo (c) e a velocidade da luz no meio para o qual se quer determinar o índice de refração (v). Ou seja:

$n=\frac{c}{v}$

O valor de n é sempre maior que 1.

Em um experimento sobre índices de refração de substância realizado em um laboratório, são usados dois frascos transparentes de vidro, um deles contendo água limpa e o outro com tetracloroetileno (percloroetileno – C₂Cl₄). São mergulhados bastões de vidro transparente nos dois recipientes. O que se observa?

Durante a inspeção de rotina em uma planta industrial, acidentalmente um funcionário deixa cair sua lanterna acesa em um tanque de 5,0 m de profundidade cheio de um fluido transparente. No fundo do tanque, a sua lanterna emite um feixe luminoso formando um pequeno ângulo O com a vertical. O funcionário tem a impressão de que a profundidade em que se encontra a lanterna é de 3,4 m. Considerando as informações do texto e a aproximação de pequenos ângulos (dada por sen 0 = tg 0 = 0 ), o índice de refração do fluido no tanque é de:

Considere uma película de material transparente, de índice de refração 1,38, imerso no ar e cujas faces são paralelas.

A espessura mínima desta película, para que se apresente brilhante por luz refletida, e escura, por luz transmitida, ao ser iluminada por luz monocromática de comprimento de onda $\lambda =5,52.10^{-7}m$ no ar, é

Determinado fluido tem índice de refração maior que o do ar, mas dependente do comprimento de onda de luz visível que atravessa o meio transparente. Para verificar essa propriedade, utilizaram-se três lasers de comprimentos de onda diferentes — azul, verde e vermelho —, que incidiram no meio formando um ângulo θ1 com a direção normal à superfície. A figura adiante mostra o resultado, em que os ângulos θ₄₀₀, θ₅₂₀ e θ₇₀₀ são formados pelos lasers azul, verde e vermelho, respectivamente.

Com base nessas informações, assinale a opção que representa o comportamento do índice de refração n, em função do comprimento de onda da cor.

Uma lâmina de faces paralelas pode ser definida como um meio transparente limitado por duas superfícies planas e paralelas. Supondo que uma lâmina de faces paralelas, perfeitamente lisa, esteja imersa no ar ( indíce de refração igual a 1) e que:

I- na primeira face incide um raio de luz monocromático (RI) que forma um ângulo de 60º com a normal (N); e

II- após refratar nessa superfície, o raio de luz refratado percorre o material e incide na segunda face formando um ângulo de 30º com a normal, conforme o desenho a seguir.

Qual o valor do índice de refração do material que constitui a lâmina?

Uma veloz partícula carregada passa perpendicularmente através de uma superfície fina de vidro com índice de refração = 3/2. A partícula emite luz no vidro. A velocidade mínima dessa partícula é

Considere um dioptro plano constituído de dois meios homogêneos e transparentes de índices de refração n₁ = 1 e n₂ = $\frac{4}{3}$, separados por uma superfície S perfeitamente plana.

No meio de índice de refração n₁ encontra-se um objeto pontual B, distante d, da superfície S, assim como, no outro meio encontra-se um objeto idêntico A, também distante d, da superfície do dioptro como mostra a figura abaixo.

A imagem A1 de A é vista por um observador O1 que se encontra no meio n₁; por sua vez, a imagem B₁ de B é vista por um observador O₂ que se encontra no meio n₂.

O dioptro plano é considerado perfeitamente estigmático e os raios que saem de A e B são pouco inclinados em relação à vertical que passa pelos dois objetos.

Considere que A e B sejam aproximados verticalmente da superfície S de uma distância $\frac{d}{2}$ e suas novas imagens, A₂ e B₂, respectivamente, sejam vistas pelos observadores O₁ e O₂.

Nessas condições, a razão $\frac{d_A}{d_B}$ entre as distâncias, dA e dB, percorridas pelas imagens dos objetos A e B, é

No fenômeno da refração da luz, verifica-se a propagação de um meio para o outro. Porém, há situações que dependendo do ângulo de incidência em relação à superfície de separação dos meios, ocorre outro fenômeno, a reflexão total. A fibra óptica funciona por meio do princípio físico da reflexão total. Imagine um raio de luz se propagando dentro de uma fibra óptica fictícia, e esta possua um índice de refração igual a 1,42, referente ao material de sua constituição, e que seja o vácuo o espaço no interior da fibra. Analisando as alternativas, a partir de qual ângulo de incidência, dentro da fibra fictícia, um raio luminoso sofreria reflexão total? Considere apenas a primeira casa decimal, no resultado dos seus cálculos.

Um pescador em cima de um pequeno barco, observa atento um peixe e estima que ele se encontre a 50 cm de profundidade da superfície de águas calmas da lagoa onde pesca. O que aquele pescador não sabia é que, devido ao fenômeno da refração da luz, neste caso, ao passar de um meio mais refringente (água) para um meio menos refringente (ar atmosférico) a luz sofre uma deflexão, ou, em outras palavras, um desvio em sua trajetória, e temos uma impressão errada” da profundidade dos objetos. Da mesma forma, quando olhamos para uma piscina com água, estando do lado de fora, temos a sensação de a piscina ser mais rasa, O mesmo fenômeno ocorre quando mergulhamos um lápis em um copo com água e temos a impressão de que o lápis se quebra na superfície da água. Levando-se em consideração o fenômeno da refração da luz ao passar de um meio para outro meio e a partir da estimativa do pescador, calcule a profundidade real a que se encontra o peixe a partir da superfície da lagoa, e assinale a opção correta

Dados: Índice de refração do ar atmosférico: 1; e

Índice de refração da agua: 1,3.

Há mais de 400 anos, Galileu Galilei aperfeiçoou um instrumento ótico ao qual ele daria, inicialmente, o nome de perspicillum e que, mais tarde, seria batizado de telescópio. O instrumento de Galileu era baseado essencialmente no fenômeno ótico da

Uma fonte luminosa puntiforme F é colocada no fundo de um aquário que contém uma substância desconhecida. Na superfície de separação entre o ar e essa substância, há um disco de material opaco posicionado de forma que seu centro C esteja alinhado verticalmente com a fonte F, conforme figura abaixo.

O valor do raio do disco para que nenhum raio luminoso vindo da fonte F consiga emergir para o ar é R. Analisando essas condições, qual o valor do índice de refração dessa substância e a profundidade y, em metros, da fonte, respectivamente. (Dados: n_ar = 1; v_{luz no vácuo} = 3x10⁸ m/s; v_{luz na substância} = 2, 04x10⁵ km/s)

Na tabela a seguir são apresentados os valores dos índices de refração absolutos para um cristal e para um vidro comum referente a luz monocromática de cor azul

Admitindo o índice de refração do ar igual a 1, se ambos os materiais, constituídos de superfícies planas, forem expostos ao raio de luz monocromática azul sob o mesmo ângulo de incidência ( î ), conforme o desenho. Qual a relação entre os senos dos ângulos $\hat{\alpha }$ (ângulo refratado pelo vidro comum) e $\hat{\beta }$ (ângulo refratado pelo cristal), em relação a normal (N)?

Um raio de luz se propagando na água atinge a interface entre água e ar. O ângulo de incidência é θ, que é menor do que o ângulo crítico. Neste caso, haverá

Um raio de luz monocromático propaga-se por um meio homogêneo A, incide sobre a superfície S que separa esse meio de outro meio homogêneo B e passa a se propagar pelo meio B, conforme a figura. Os ângulos θ₁ e θ₂ são, respectivamente, os ângulos de incidência e de refração, nesse processo.

A gráfico que representa como o senθ₁ varia em função do senθ₂ é:

Em uma região do espaço um raio de luz que se propagava no vácuo, cujo índice de refração vale 1, com uma velocidade de 3,0 x 10⁸ m/s passa para um meio desconhecido segundo um ângulo de incidência de 30°. Sabendo que o ângulo de refração correspondente vale 14,5° e que seu seno é igual a 0,25, calcule o índice de refração do meio desconhecido e a velocidade da luz neste meio.

Ana Clara está brincando à beira de uma piscina cheia de água, quando acidentalmente sua boneca cai na piscina, a uma distância horizontal de 1,9 m da borda, e afunda. Embora Ana Clara seja uma menina muito inteligente, ela ainda não teve aulas de Física e desconhece as leis da refração da 1uz. Por essa razão, ela estima que sua boneca está a 0,95 m de profundidade. Sabe-se que Ana Clara está exatamente na borda da piscina. conforme figura abaixo, e que a distância vertical entre seus olhos e a superfície da água é de O,95 m. Então, pode-se afirmar que a real profundidade da piscina, em metros, é de aproximadamente:

(Dados: índice de refração do ar: 1,0; índice de refração da água: 1,33; sen 32° = 0,53; cos 32° = 0,85)

Uma fina camada antirreflexo foi aplicada em um vidro com o objetivo de não refletir luz no comprimento de onda de 600 nm. Se o índice de refração do vidro é 1,5 e da camada antirreflexo é 1,3, qual deverá ser, aproximadamente, a mínima espessura da camada para que ela cumpra sua função?

Os erros refrativos, popularmente conhecidos como “grau”, constituem a causa mais comum de deficiência visual. Uma dessas deficiências, acarreta uma focalização da imagem antes desta chegar à retina, possibilitando que objetos próximos sejam vistos com nitidez, mas que os distantes sejam visualizados como se estivessem embaçados (desfocados). Tal deficiência visual é conhecida como: