Lista de exercícios sobre refração luminosa 2º ano

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Lista de exercícios sobre refração luminosa 2º ano

  1. 1. Aluno (a): ________________________________________ n° ______ __2°__ ano/turma _____ Professor (a): Waldir Montenegro Data: _____/_____/____. ATIVIDADE DE: FÍSICA QUESTÕES RASURADAS NÃO SERÃO VÁLIDAS PARA FINS DE CORREÇÃO “SALESIANO SANTO ANTÔNIO: EDUCANDO COM O CORAÇÃO” Exercícios 01) (UN. MACKENZIE) A velocidade de propagação da luz em determinado líquido é 80% daquela verificada no vácuo. O índice de refração desse líquido é: a) 1,50 b) 1,25 c) 1,00 d) 0,80 e) 0,20 02) (F. CIÊNC. MÉDS. - MG) Determine a velocidade da luz que se propaga na água, se o índice de refração absoluto desta é de 1,33 e a velocidade da luz no vácuo de 3 x 108 m/s. 03) (UN. FED. PELOTAS - RS) Um pincel de luz se propaga do vácuo para um meio material de índice de refração absoluto 4/3.Sendo a velocidade de propagação da luz no vácuo de 3 x 105 km/s, podemos afirmar que a velocidade da luz no meio material é de: a) 4 x 105 km/s b) 2,25 x 105 km/s c) 3 x 105 km/s d) 2 x 105 km/s e) 3,25 x 105 km/s 04) (UN. FED. RO) Para o esquema seguinte, qual o valor do índice de refração relativo ? Dados: sen 30º = 1/2 e sen 60º = a) 4 b) 2 c) d) 2 e) 05) (AMAN-RJ) A velocidade da luz num certo óleo mede 2/3 da velocidade no vácuo. O índice de refração absoluto deste óleo é: a) 1,50 b) 0,67 c) 1,67 d) 2,50 e) 1,75 06) (ENG. S. J. DOS CAMPOS) O índice de refração do vidro em relação ao vácuo vale 1,50. Sabendo-se que a velocidade da luz no vácuo é de 3 x 108 m/s, a velocidade de propagação da luz no vidro é de: a) 3,5 x 108 m/s b) 3,0 x 108 m/s
  2. 2. c) 2,5 x 108 m/s d) 2,0 x 108 m/s e) 1,5 x 108 m/s 07) (CENTRO DE ED. TECNOLOGIA DO PARANÁ) De acordo com a Lei de Snell-Descartes, para um dado dioptro existe uma razão constante entre o seno do ângulo de incidência e o seno do ângulo de refração. O fator de proporcionalidade desta lei é denominado: a) índice de reflexão relativo. b) índice de refração relativo. c) índice de absorção relativo. d) índice de transmissão relativo. e) n.r.a. 08) (UN. CAXIAS DO SUL) Um raio de luz passa do ar para um meio de índice de refração absoluto n. Sendo 45° o ângulo de incidência no ar e 30° o ângulo de refração no meio, o valor de n é: a) b) c) 2 d) e) 1 09) (MED. BARBACENA) Um raio luminoso amarelo incide com um ângulo de 60° e refrata-se, formando um ângulo de 30° com a normal. O índice de refração do meio contém o raio incidente é: a) b) c) d) e) 10) (U.F.S.CARLOS) Um feixe de luz, inicialmente no ar, incide em um mesmo ângulo sobre cada um das substâncias da tabela abaixo com seus respectivos índices de refração. O ângulo de refração é maior no(a): SUBSTÂNCIA ÍNDICE DE REFRAÇÃO Vidro 1,52 Diamante 2,42 Gelo 1,31 Benzeno 1,50 Água 1,33 a) água b) vidro c) gelo d) benzeno e) diamante 11) (PUC-CAMP.-SP) Um peixe está parado a 1,2m de profundidade num lago de águas tranqüilas e cristalinas. Para um pescador que observa perpendicularmente à superfície da água, a profundidade aparentemente em que se encontra, em metros, é de: (Dado: índice de refração da água em relação ao ar:4/3) a) 0,3 b) 0,6 c) 0,9 d) 1,2 e) 1,5 12) (UN. MACKENZIE-SP) Um mergulhador que se acha a 2m de profundidade em águas tranqüilas e limpas, cujo índice de refração é de 4/3 em relação ao do ar, olha para um pássaro que voa à altura efetiva de 12m da superfície da água. Quando este pássaro se encontra na vertical que passa pela vista do mergulhador este o vê a uma altura aparente de: a) 16m b) 9m c) 12m d) 6m e) 8m
  3. 3. 13) (UN. FED. BAHIA) De pé sobre uma canoa, um pescador vê um peixe como se este estivesse a 30cm da superfície e na perpendicular que passa pela sua vista (em relação à superfície das águas tranqüilas). Considerando que o índice de refração absoluto da água é 4/3 e o do ar é 1, calcule, em centímetros, a profundidade exata em que se encontra o peixe (em relação à superfície das águas). 14) (MED. STA. CASA-SP) O índice de refração da água em relação ao ar é4/3 . Uma moeda no fundo de uma piscina de 1,80m de profundidade, vista do ar segundo uma linha de visada vertical, aparenta estar a uma profundidade de: a) 2,50m b) 2,00m c) 1,75m d) 1,50m e) 1,35m 15) (ARQ. S.J.C.-SP) Um avião, em vôo horizontal sobrevoa a superfície do mar, calmo e de águas límpidas, a uma altitude de 200m sobre a superfície da água. Em certo instante, o piloto vê um submarino como se este estivesse a 216m de distância da sua vista, na vertical à superfície do mar. Considerando o índice de refração da água em relação ao ar como sendo4/3. Determine: a) a profundidade aparente do submarino em relação à superfície da água do mar. b) a profundidade efetiva do submarino em relação à superfície da água do mar. - GABARITO – ÓPTICA 01 - B 06 - D 11 - C 02 - Vág.= 2,26 x 108 m/s 07 - B 12 - A 03 - B 08 - B 13 - do = 40cm 04 - E 09 - A 14 - E 05 - A 10 - C 15 - a) 16m b)  21,3m 16)Uma superfície espelhada e plana E é recoberta por uma lâmina de vidro V de faces paralelas. As linhas pontilhadas são perpendiculares às faces de V. O vidro tem índice de refração absoluto igual a . Um raio luminoso proveniente do ar (n = 1) propaga-se nesse sistema: O ângulo mede: a) 30° b)15° c) 60° d)35° e)45°
  4. 4. 17) A figura abaixo representa um raio de luz monocromática que atravessa uma lâmina de faces paralelas de espessura e, sofrendo um deslocamento d. A lâmina está imersa no ar. a) Sendo n = 1,5 o índice de refração da lâmina em relação ao ar e c = 3,0 · 108 m/s a velocidade da luz no ar, determine a velocidade da luz no interior da lâmina. b) Variando-se o ângulo de incidência q, varia o deslocamento d sofrido pelo raio de luz. Qual o valor máximo que esse deslocamento pode assumir? 19A figura a seguir representa a marcha de um raio de luz monocromática, através de uma lâmina de vidro. Obter o deslocamento lateral d. 20). Um raio de luz incide na face de um prisma de acordo com a figura dada. Se o meio envolvente é o ar (nar = 1,0), determine: a) O ângulo de emergência i2. b) O desvio angular D sofrido pelo raio de luz.
  5. 5. EXERCÍCIOS COMPLEMENTARES Questão 01 Considere um espelho esférico côncavo de raio de curvatura 40 cm. Represente e classifique as imagens formadas em cada caso: a) Objeto situado a 60 cm do espelho b) Objeto situado a 40 cm do espelho c) Objeto situado a 30 cm do espelho d) Objeto situado a 20 cm do espelho e) Objeto situado a 10 cm do espelho Questão 02 Observe o adesivo plástico apresentado no espelho côncavo de raio de curvatura igual a 1,0 m, na figura 1. Essa informação indica que o espelho produz imagens nítidas com dimensões até cinco vezes maiores do que as de um objeto colocado diante dele. Considerando válidas as condições de nitidez de Gauss para esse espelho, calcule o aumento linear conseguido quando o lápis estiver a 10 cm do vértice do espelho, perpendicularmente ao seu eixo principal, e a distância em que o lápis deveria estar do vértice do espelho, para que sua imagem fosse direita e ampliada cinco vezes. Gab:A = 1,25 p = 40 cm Questão 03 a) Um objeto é colocado a 10 cm do vértice de um espelho côncavo, cujo raio de curvatura é 40 cm. A imagem é real ou virtual? Explique. Qual o aumento fornecido pelo espelho? b) A figura abaixo representa um feixe luminoso que atravessa um bloco de certo material transparente, cujo índice de refração em relação ao ar é n = 1,5. O bloco está imerso no ar. Sendo c = 3,0 x 108 m/s a velocidade da luz no ar, determine a velocidade da luz no interior do bloco. a r b l o c o a r Q Q Gab: a) A imagem é formada pelo prolongamento dos raios, e, portanto virtual. A = 2; b) vbloco = 2,0.108m/s
  6. 6. Questão 04 Um feixe de luz vermelha propaga-se no ar (índice de refração igual a 1,0) e incide sobre uma barra de vidro, formando um ângulo de 49° com a vertical, conforme figura abaixo. A barra de vidro possui índice de refração igual a 1,5 e está sobre um tanque que contém um líquido com índice de refração desconhecido. Observa-se que a luz diminui sua velocidade pela metade ao sair do vidro e entrar no líquido. Admitindo-se que a velocidade da luz no ar é de 3x108 m/s, determine: A) o ângulo θ que o raio de luz faz com a vertical ao entrar no líquido. B) a velocidade da luz dentro do vidro. C) o índice de refração do líquido. Dados: sen 49° = 0,75 cos 49° = 0,66 sen 30° = 0,5 cos 30° = 0,87 sen 60° = 0,87 cos 60° = 0,5 Questão 05 O índice de refração absoluto de um meio físico transparente A, para um raio de luz monocromática de frequência 5,0x1014 Hz, é nB= 3,0. Ao incidir na superfície de separação com um meio B, de índice de refração absoluto nB = 1,5, esse raio de luz sofre um desvio, formando um ângulo de 90º em relação à normal ao plano de incidência, conforme figura abaixo. Pede-se: A) determine a velocidade de propagação do raio de luz no meio A. B) calcule o ângulo de incidência θ. C) determine a frequência e o comprimento de onda desse raio de luz se ele se propagasse no meio B. Dados: considere a velocidade da luz no vácuo = 3x108 m/s 1 sen(30º)= 2 sen(45º)= 2 2 sen(60º)= 3 2 Questão 06 Um feixe de luz se propagando pelo ar incide em um cubo de acrílico cuja aresta mede 6 cm, fazendo um ângulo de 45º com a superfície desse cubo. O feixe de luz atravessa o cubo e sai na face oposta a uma altura h, acima da posição de incidência, como mostra a Figura.
  7. 7. Calcule a distância h em cm. a) 3,0 b) 3,4 c) 5,1 d) 6,0 e) 10,2 Gab: B Questão 07 Uma onda luminosa monocromática que se propaga em um meio 1, homogêneo e de índice de refração n1, é parcialmente refletida e parcialmente refratada ao incidir sobre a superfície plana de separação entre o meio 1 e um meio 2, também homogêneo e de índice de refração n2. A razão entre os índices de refração é n2 / n1 = 2 e o ângulo de incidência q é tal que o raio refletido faz com o raio refratado um ângulo reto, como ilustra a figura. Nesse caso, o seno do ângulo q é igual a: a) 1/3 b) 1/2 c) 2 / 3 d) 2 / 2 e) 3 / 2 Gab: E Questão 08 Considere um raio de luz monocromático de comprimento de onda l, que incide com ângulo qi em uma das faces de um prisma de vidro que está imerso no ar, atravessando-o como indica a figura. Sabendo que o índice de refração do vidro em relação ao ar diminui com o aumento do comprimento de onda do raio de luz que atravessa o prisma, assinale a alternativa que melhor representa a trajetória de outro raio de luz de comprimento 1,5 l, que incide sobre esse mesmo prisma de vidro.
  8. 8. a) b) c) d) e) Gab: A Questão 09 Um arco-íris forma-se devido à dispersão da luz do Sol em gotas de água na atmosfera. Após incidir sobre gotas de água na atmosfera, raios de luz são refratados; em seguida, eles são totalmente refletidos e novamente refratados. Sabe-se que o índice de refração da água para a luz azul é maior que para a luz vermelha. Considerando essas informações, assinale a alternativa em que estão mais bem representados os fenômenos que ocorrem em uma gota de água e dão origem a um arco-íris. a) b) c) d)
  9. 9. Gab:A Questão 10 A figura abaixo mostra um feixe de luz de comprimento de onda l = 632 nm incidindo sobre um prisma de cujo índice de refração é n2 = 1,0. O prisma encontra-se num ambiente cujo índice de refração é n1 = 3,0 . O ângulo X° de saída do feixe será a) 51°. b) o ângulo X° não existe, pois ocorre refração apenas do meio 1 para o meio 2. Não há feixe refratado do meio 2 para o meio 1. c) 48°. d) o ângulo X° não existe, pois não ocorre refração do meio 1 para o meio 2. O feixe é totalmente refletido pela superfície para esse ângulo de incidência. e) o ângulo X° não existe, pois um feixe de luz não pode se propagar de um meio com índice de refração maior para outro com índice de refração menor. Gab: D Questão 11 As fibras ópticas revolucionaram as telecomunicações ao multiplicar a capacidade de transmissão de sinais luminosos por longas distâncias. A figura, a seguir, representa a estrutura de uma fibra óptica constituída por três camadas: um núcleo de vidro com índice de refração maior do que a casca envolvente, também de vidro. Por último, tem-se uma camada protetora. O princípio de funcionamento das fibras ópticas baseia-se no fenômeno da a) dispersão. b) difração. c) reflexão total. d) refração. Gab: C Questão 12 Um estudante de física resolve brincar com espelhos esféricos e faz uma montagem, utilizando um espelho esférico côncavo de raio de curvatura igual a 80 cm e outro espelho convexo de raio de curvatura cujo módulo é igual a 40 cm. Os espelhos são cuidadosamente alinhados de tal forma que foram montados coaxialmente, com suas superfícies refletoras se defrontando e com o vértice do espelho convexo coincidindo com a posição do foco principal do espelho côncavo. O aluno, então, colocou cuidadosamente um pequeno objeto no ponto médio do segmento que une os vértices desses dois espelhos. Determine, em relação ao vértice do espelho convexo, a distância, em centímetros, da imagem, formada por esse espelho ao receber os raios luminosos que partiram do objeto e foram refletidos pelo espelho côncavo, e classifique-a. a) 16cm, virtual e direita b) 16cm, virtual e invertida c) 40cm, real e direita d) 40cm, virtual e direita e) 13,3cm, virtual e invertida
  10. 10. Gab: A Questão 13 Sobre o comportamento dos espelhos esféricos, assinale a alternativa correta. a) Se um objeto real estiver no centro de curvatura de um espelho esférico sua imagem será real, direita e de mesmo tamanho que a do objeto. b) Os raios de luz que incidem, fora do eixo principal, sobre o vértice de um espelho esférico refletem-se passando pelo foco desse espelho. c) Os espelhos esféricos côncavos só formam imagens virtuais, sendo utilizados, por exemplo, em portas de garagens para aumentar o campo visual. d) Os espelhos convexos, por produzirem imagens ampliadas e reais, são bastante utilizados por dentistas em seu trabalho de inspeção dental. e) Os espelhos utilizados em telescópios são côncavos e as imagens por eles formadas são reais e se localizam, aproximadamente, no foco desses espelhos. Gab: E Questão 14 O experimento de decomposição (dispersão) da luz solar, realizado por Newton, é extraordinariamente simples, sendo necessário somente um prisma. Como ilustra a figura abaixo, ao passar por um prisma, a luz solar, que é branca, se decompõe nas cores do arco-íris. Com relação aos fenômenos da luz ao atravessar o prisma, é CORRETO afirmar: a) Na dispersão da luz, a luz monocromática de maior frequência sofrerá o menor desvio. b) Num prisma, a dispersão da luz branca é menos acentuada que numa única superfície dióptrica. c) A separação da luz branca nas cores do arco-íris é possível porque cada cor tem um índice de refração diferente. d) Neste experimento, Newton demonstrou que, combinando dois ou mais prismas, é possível decompor a luz branca, porém a sua recomposição não é possível. Gab: C

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