203 refração

vicenteventura2112@yahoo.com.br - Lista 203: Refração - vicenteventura.blogspot.com 1

UNIFESP 54a. O gráfico mostra a relação UNIFESP 56E. O arco-íris resulta da
entre os ângulos de incidência e de refração dispersão da luz do Sol quando incide nas gotas
entre dois materiais transparentes e homogêneos, praticamente esféricas da água da chuva.
quando um raio de luz incide sobre a superfície Assinale a alternativa que melhor representa a
de separação entre esses meios, qualquer que trajetória de um raio de luz em uma gota de água
seja o sentido do percurso. na condição em que ocorre o arco-íris (I indica o
raio incidente, vindo do Sol, o círculo representa
a gota e O indica a posição do observador).

Se esses materiais fossem utilizados para
produzir a casca e o núcleo de fibras ópticas,
deveria compor o núcleo da fibra o meio

(A) A, por ser o mais refringente.
(B) B, por ser o menos refringente.
(C) A, por permitir ângulos de incidência
maiores.
(D) B, porque nele a luz sofre maior
desvio.
(E) A ou B, indiferentemente, porque nas
fibras ópticas não ocorre refração.

UNIFESP 55b. Um raio de luz
monocromática provém de um meio mais
refringente e incide na superfície de separação
com outro meio menos refringente. Sendo
ambos os meios transparentes, pode-se afirmar
que esse raio,
(A) dependendo do ângulo de incidência,
sempre sofre refração, mas pode não sofrer
reflexão.
(B) dependendo do ângulo de incidência,
sempre sofre reflexão, mas pode não sofrer
refração. UNIFESP 14) A fibra óptica possibilita
(C) qualquer que seja o ângulo de transporte da luz ou de outra radiação
incidência, só pode sofrer refração, nunca eletromagnética por meio do seu confinamento,
reflexão. decorrente da reflexão total dessas radiações
(D) qualquer que seja o ângulo de entre o núcleo e a casca da fibra. Há vários tipos
incidência, só pode sofrer reflexão, nunca de fibras ópticas, a figura representa um deles.
refração.
(E) qualquer que seja o ângulo de
incidência, sempre sofre refração e reflexão.


índice de refração da casca, nc. Neste caso, são
dados: αr = 48,6°; nn = 1,50 e nc = 1,30.
a) Faça no caderno de respostas a figura de
um raio de luz que incida na fibra dentro do
cone de captação e que se reflita pelo menos
duas vezes na superfície interior da casca.
b) Determine o ângulo máximo de refração
na face de entrada da fibra, para o qual não haja
emergência da luz para a casca (a fibra está
Três fatores são relevantes para o estudo imersa no ar; nar = 1,00).
desse tipo de fibra óptica: o ângulo de recepção, Dado: sen 48,6° = 0,750; a resposta pode
αr , igual à metade do ângulo do cone de ser dada pelo arco-seno do ângulo pedido.
captação, o índice de refração do núcleo, n n, e o a)

Na figura: β > 60° ; i > r ; i ≤ αr
b) 30°

UNIFESP 58E. Dois raios de luz, um
vermelho (v) e outro azul (a), incidem
perpendicularmente em pontos diferentes da
face AB de um prisma transparente imerso no ar.
No interior do prisma, o ângulo limite de
incidência na face AC é 44º para o raio azul e
46º para o vermelho. A figura que mostra
corretamente as trajetórias desses dois raios é

UNESP 8e) A figura mostra a trajetória de
um raio de luz que se dirige do ar para uma
substância X.


Usando a lei de Snell e a tabela dada, é O percurso que melhor representa a
possível concluir que o índice de refração da trajetória do raio é
substância X em relação ao ar é igual a a) 1.
(A) 0,67 b) 2.
(B) 0,90 c) 3.
(C) 1,17 d) 4.
(D) 1,34 e) 5.
(E) 1,48.
UNESP 45E) Um prisma de vidro imerso
UNESP 45c) Nas fotos da prova de nado em água, com a face AB perpendicular à face
sincronizado, tiradas com câmaras submersas na BC, e a face AC com uma inclinação de 45° em
piscina, quase sempre aparece apenas a parte do relação a AB, é utilizado para desviar um feixe
corpo das nadadoras que está sob a água; a parte de luz monocromático. O feixe penetra
superior dificilmente se vê. Se essas fotos são perpendicularmente à face AB, incidindo na face
tiradas exclusivamente com iluminação natural, AC com ângulo de incidência de 45°. O ângulo
isso acontece porque a luz que limite para a ocorrência de reflexão total na face
a) vem da parte submersa do corpo das AC é 60°.
nadadoras atinge a câmara, mas a luz que vem
de fora da água não atravessa a água, devido à
reflexão total.
b) vem da parte submersa do corpo das
nadadoras atinge a câmara, mas a luz que vem
de fora da água é absorvida pela água.
c) vem da parte do corpo das nadadoras
que está fora da água é desviada ao atravessar a
água e não converge para a câmara, ao contrário
da luz que vem da parte submersa.
d) emerge da câmara ilumina a parte Considerando que o índice de refração do
submersa do corpo das nadadoras, mas a parte vidro é maior que o da água, a trajetória que
de fora da água não, devido ao desvio sofrido melhor representa o raio emergente é
pela luz na travessia da superfície. (A) I.
e) emerge da câmara ilumina a parte (B) IV.
submersa do corpo das nadadoras, mas a parte (C) II.
de fora da água não é iluminada devido à (D) V.
reflexão total ocorrida na superfície. (E) III.

UNESP 46c) O índice de refração absoluto
de um determinado material é encontrado
fazendo uma relação entre a velocidade da luz
no vácuo e no material. Considerando o índice
de refração da água como sendo,
aproximadamente, 1,3 e a velocidade da luz no
UNESP 44d) Um raio de luz vácuo como sendo 3,0⋅108 m/s, a melhor
monocromática, I, propagando-se no ar, incide estimativa para a velocidade da luz na água é
perpendicularmente à face AB de um prisma de (A) 0,4⋅108 m/s.
vidro, visto em corte na figura, e sai pela face (B) 0,9⋅108 m/s.
AC. A figura mostra cinco trajetórias desenhadas (C) 2,3⋅108 m/s.
por estudantes, tentando representar o percurso (D) 3,0⋅108 m/s.
seguido por esse raio luminoso ao atravessar o (E) 3,9⋅108 m/s.
prisma.


UNESP 48c) Em uma experiência de
óptica, um estudante prepara uma cuba
transparente, onde incidem dois feixes
luminosos, conforme aparece na figura.

Em seguida ele enche a cuba de água,
enquanto mantém os feixes luminosos incidentes
fixos na posição inicial. O esboço que melhor
representa o que o estudante viu ao acabar de
colocar a água é representado pela figura

UNESP 46b) Um aluno leu que a
velocidade da luz v é diferente para diferentes
meios materiais nos quais se propaga e que seu
valor depende da razão entre a velocidade da luz
no vácuo e o índice de refração n do meio em
que se propaga. Ao expor uma placa de vidro
lisa e plana a um feixe de luz monocromática,
observou que o feixe luminoso incidente e o
refratado formaram ângulos respectivamente
iguais a 45º e 30º, como indica a figura.


Considerando que a velocidade da luz no Unicamp 7) A informação digital de um
ar é igual à velocidade da luz no vácuo (3,0 × CD é armazenada em uma camada de gravação
108 m/s), a velocidade de propagação da luz no que reside abaixo de uma camada protetora,
vidro, em m/s, é de composta por um plástico de 1,2mm de
(A) 3,0 × 108. espessura. A leitura da informação é feita através
(B) 1,5  2 ×108. de um feixe de laser que passa através de uma
(C) 2,0  2 ×108. lente convergente e da camada protetora para ser
(D) 2,5  2 ×108. focalizado na camada de gravação, conforme
(E) 3,0  2 ×108. representa a figura abaixo. Nessa configuração,
a área coberta pelo feixe na superfície do CD é
Unicamp 11) Uma gota de cola plástica à relativamente grande, reduzindo os distúrbios
base de PVC cai sobre a superfície da água causados por riscos na superfície.
parada de um tanque, formando um filme sólido
(camada fina) de espessura l=4,0x10–7m. Dado:
 2≃1,4 .
a) Ao passar de um meio de índice de
refração n1 para outro meio de índice de refração
n2, um raio de luz é desviado de tal forma que
n1senθ1=n2senθ2, onde θ1 e θ2 são os ângulos
entre o raio em cada meio e a normal,
respectivamente. Um raio luminoso incide sobre
a superfície superior do filme, formando um a) Considere que o material da camada de
ângulo θ1=30° com a normal, conforme a figura proteção tem índice de refração n=1,5, e que o
abaixo. Calcule a distância d que o raio ângulo de incidência do feixe é de 30º em
representado na figura percorre no interior do relação ao eixo normal à superfície do CD.
filme. O índice de refração do PVC é n2=1,5. Usando a Lei de Snell, n1senθ1=n2senθ2, calcule
o raio R do feixe na superfície do CD. Considere
R=0 no ponto de leitura.
b) Durante a leitura, a velocidade angular
de rotação do CD varia conforme a distância do
sistema ótico de leitura em relação ao eixo de
rotação. Isso é necessário para que a velocidade
linear do ponto de leitura seja constante. Qual
deve ser a razão entre a velocidade angular de
rotação do CD quando o sistema ótico está na
b) As diversas cores observadas no filme parte central, de raio r1=2,0cm, e velocidade
devem-se ao fenômeno de interferência. A angular de rotação do CD quando o mesmo está
interferência é construtiva quando a distância d na parte externa, de raio r2=10cm?
percorrida pela luz no interior do filme é igual a a) R=0,42 mm
(2k+1)(λ/2n2), onde k é um número natural b) 5
(k=0,1,2,3...). Neste caso, a cor correspondente
ao comprimento de onda λ torna-se visível para Unicamp 12) Há atualmente um grande
raios incidentes que formam angulo θ1 com a interesse no desenvolvimento de materiais
normal. Qual é o comprimento de onda na faixa artificiais, conhecidos como metamateriais, que
visível do espectro eletromagnético (400nm – têm propriedades físicas não convencionais. Este
700nm) para o qual a interferência é construtiva é o caso de metamateriais que apresentam índice
quando o ângulo de incidência é θ1=30°? de refração negativo, em contraste com
a) 8,4x10–7m materiais convencionais que têm índice de
b) 504nm refração positivo. Essa propriedade não usual
pode ser aplicada na camuflagem de objetos e no


desenvolvimento de lentes especiais. localização real dessa estrutura no tecido é
a) Na figura no espaço de resposta é
representado um raio de luz A que se propaga
em um material convencional (Meio 1) com
índice de refração o n1=1,8 e incide no Meio 2
formando um ângulo θ1=30° com a normal. Um
dos raios B, C, D ou E apresenta uma trajetória
que não seria possível em um material
convencional e que ocorre quando o Meio 2 é
um metamaterial com índice de refração
negativo. Identifique este raio e calcule o
módulo do índice de refração do Meio 2, n2, Suponha que o tecido biológico seja
neste caso, utilizando a lei de Snell na forma: | transparente à luz e tenha índice de refração
n1|sen θ1=|n2|senθ2. Se necessário use uniforme, semelhante ao da água
 2=1,4 e  3=1,7 . a) A
b) O índice de refração de um meio b) B
material, n, é definido pela razão entre as c) C
velocidades da luz no vácuo e no meio. A d) D
velocidade da luz em um material é dada por e) E
1
v= , em que ε é a permissividade elétrica
 εµ Ita 29 Através de um tubo fino, um
e µ é a permeabilidade magnética do material. observador enxerga o topo de uma barra vertical
Calcule o índice de refração de um material que de altura H apoiada no fundo de um cilindro
tenha ε = 2,0x10–11C2N/m2 e µ=1,25x10–6 vazio de diâmetro 2H. O tubo encontra-se a uma
Ns2/C2.A velocidade da luz no vácuo é altura 2H + L e, para efeito de cálculo, é de
c=3,0x108m/s comprimento desprezível.

Quando o cilindro é preenchido com um
a) Aproximadamente 1,3 líquido até uma altura 2H (veja figura), mantido
b) 1,5 o tubo na mesma posição, o observador passa a
ver a extremidade inferior da barra. Determine
Fuvest 87c) Dois sistemas óticos, D1 e literalmente o índice de refração desse líquido.
D2, são utilizados para analisar uma lâmina de
tecido biológico a partir de direções diferentes.
Em uma análise, a luz fluorescente, emitida por
um indicador incorporado a uma pequena
estrutura, presente no tecido, é captada,
simultaneamente, pelos dois sistemas, ao longo
das direções tracejadas. Levando-se em conta o Ita 13B) A figura mostra uma placa de
desvio da luz pela refração, dentre as posições vidro com índice de refração nv=  2
indicadas, aquela que poderia corresponder à mergulhada no ar, cujo índice de refração é igual


a 1,0. Para que um feixe de luz monocromática
se propague pelo interior do vidro através de a) 0,18
sucessivas reflexões totais, o seno do ângulo de b) 0,37
entrada, senθe, deverá ser menor ou igual a c) 0,50
d) 0,71
e) 0,87

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