TC DE FÍSICA – 2a SÉRIE – ENSINO MÉDIO Óptica 1. Na figura

TC DE FÍSICA – 2a SÉRIE – ENSINO MÉDIO
Professor: Rodrigo Lins
ALUNO(A):
Nº
TURMA:
TURNO:
DATA:
/
/
COLÉGIO:
OSG 3391/11
III. Ao sair do copo, a velocidade da onda luminosa volta
a ser de 3.108 m/s.
IV. Durante todo o fenômeno, a frequência da onda
luminosa permanece constante.
Assinale a única alternativa correta:
a) Apenas I.
b) Apenas II.
c) Apenas III.
d) Apenas II e III.
e) II, III e IV.
Óptica
1.
Na figura adiante, um raio de luz monocromático se
propaga pelo meio A, de índice de refração 2,0.
Dados: sen 37° = 0,60
sen 53° = 0,80
4.
Calcule o índice de refração do meio B e a velocidade de
propagação da luz no meio B.
2.
Quando um raio de luz monocromática, proveniente de
um meio homogêneo, transparente e isótropo,
identificado por meio A, incide sobre a superfície de
separação com um meio B, também homogêneo,
transparente e isótropo, passa a se propagar nesse
segundo meio, conforme mostra a figura. Sabendo-se
que o ângulo α é menor que o ângulo β, podemos
afirmar que:
a) no meio A a velocidade de propagação da luz é
menor que no meio B.
b) no meio A a velocidade de propagação da luz é
sempre igual à velocidade no meio B.
c) no meio A a velocidade de propagação da luz é
maior que no meio B.
d) no meio A a velocidade de propagação da luz é
maior que no meio B, somente se α é o ângulo limite
de incidência.
e) no meio A a velocidade de propagação da luz é
maior que no meio B, somente se α é o ângulo limite
de refração
3.
Um raio de luz monocromática, propagando-se num
meio transparente A, cujo índice de refração é nA, incide
na superfície S de separação com outro meio
transparente B, de índice de refração nB, e se refrata
como mostra o esquema a seguir.
Amanda segura um copo de vidro cheio de água. Um raio
luminoso monocromático vindo do ar com velocidade de
aproximadamente 3.108 m/s atravessa todo o copo. Sobre
esse fenômeno, analise as afirmações a seguir:
I. Ao entrar no vidro, a velocidade da onda luminosa
passa a ser maior do que 3.108 m/s .
II. ao entrar na água, a velocidade da onda luminosa
passa a ser menor do que 3.108 m/s.
Sendo i o ângulo de incidência e r o ângulo de refração,
analise as afirmações que seguem.
(
) Se i > r então nA > nB.
(
) A reflexão total pode ocorrer desde que a luz
esteja se propagando do meio mais refringente
para o menos refringente.
(
) O ângulo limite L para esse par de meios é tal que
senL= nB/nA.
(
) A lei de Snell-Descartes, da refração, para a
situação mostrada no esquema é expressa por:
nA. seni = nB.sen(r).
(
) Se nA > nB, a velocidade de propagação da luz é
maior no meio A que no B.
5.
A figura a seguir indica a trajetória de um raio de luz que
passa de uma região semicircular que contém ar para
outra de vidro, ambas de mesmo tamanho e
perfeitamente justapostas. Determine, numericamente, o
índice de refração do vidro em relação ao ar.
6.
Um raio de luz se propaga no ar e atinge um meio x.
Para um ângulo de incidência de 30°, o ângulo de
refração correspondente é de 60°. Qual é o índice de
refração do meio x?
TC DE FÍSICA – 2a SÉRIE – ENSINO MÉDIO
7.
a)
b)
c)
d)
e)
8.
a) 15°
b) 30°
c) 40°
Um feixe de luz está se propagando nos meios I e II
separados por uma superfície plana S, conforme o
esquema a seguir. De acordo com o esquema e a tabela
de dados, o índice de refração do meio II em relação ao
meio I é igual a:
d) 45°
e) 60°
12. Um prisma de vidro, cujo ângulo de refringência é 60°,
está imerso no ar. Um raio de luz monocromática incide
em uma das faces do prisma sob ângulo de 45° e, em
seguida, na segunda face sob ângulo de 30°, como está
representado no esquema.
0,701
0,812
1,00
1,16
1,23
Dados: sen30° = 1/2; sen45° = 2/ 2; sen60° = 3/ 2
Nessas condições, o índice de refração do vidro em
relação ao ar, para essa luz monocromática vale
Um raio de luz, que incide em uma interface ar-vidro
fazendo um ângulo de 60° com a normal, é refratado
segundo um ângulo de 30°. Se a velocidade da luz no ar
vale c, qual a sua velocidade no vidro?
a)
(3 2 )/ 2
b)
3
c)
2
d)
6 /2
e) (2 3 )/ 3
13. Um
raio
de
luz
monocromática
incide
perpendicularmente em uma das faces de um prisma
equilátero e emerge de forma rasante pela outra face.
Considerando =1,73 e supondo o prisma imerso no ar,
cujo índice de refração é 1, o índice de refração do
material que constitui o prisma será, aproximadamente:
9.
O esquema a seguir representa um raio de luz r 1 que se
propaga do meio 1 para o meio 2. De acordo com os
dados, o seno do ângulo limite de refração do meio 2
para o meio 1 é
a)
( 3 )/3
b)
( 3 )/2
c)
( 2 )/2
a) 0,08
b) 1,15
c) 2,00
d) ( 2 )/3
e) 2/3
14. Um prisma de vidro, cujo índice de refração absoluto
para a luz monocromática amarela é 3 , possui ângulo
de refringência 60° e está imerso no ar, cujo índice de
refração absoluto para a referida luz é 1. Um raio de luz
monocromática amarela incide numa das faces do
prisma sob ângulo de 60°, conforme mostra a figura.
10. A figura a seguir mostra um raio luminoso
monocromático que se propaga do ar para o acrílico. Se
outro raio luminoso, de mesma frequência, atingir a
superfície que separa os meios ar-acrílico, com ângulo
de incidência de 60°, o seno do ângulo de refração será
igual a:
a)
( 6 )/6.
b)
( 6 )/3.
c)
( 2 )/ 4.
d)
( 6 )/4.
e)
( 2 )/ 6.
d) 1,41
e) 2,82
Dados: sen 30° = 1/2; sen 45° = 2 / 2; sen 60° = 3 / 2;
Calcule o ângulo de emergência do referido raio de luz
na outra face do prisma.
11. Um raio luminoso incide perpendicularmente a uma das
15. Selecione a alternativa que preenche corretamente as
lacunas no parágrafo abaixo, na ordem em que elas
aparecem. As cores que compõem a luz branca podem
ser visualizadas quando um feixe de luz, ao atravessar
faces de um prisma de vidro (nvidro = 2) , imerso no ar
(nar = 1) , e emerge rasante à outra face. O ângulo de
refringência A desse prisma é:
2
OSG 3391/11
TC DE FÍSICA – 2a SÉRIE – ENSINO MÉDIO
refração (nL) é desconhecido. Luz de comprimento de
onda 400 nm incide na superfície do bloco, como mostra
a figura. Considerando as trajetórias do raio incidente e
do raio refratado, mostradas na figura, determine n L.
um prisma de vidro, sofre _______________,
separando-se nas cores do espectro visível. A luz de cor
________________ é a menos desviada de sua direção
de incidência e a de cor ________________ é a mais
desviada de sua direção de incidência.
a) dispersão – vermelha – violeta
b) dispersão – violeta – vermelha
c) difração – violeta – vermelha
d) reflexão – vermelha – violeta
e) reflexão – violeta – vermelha
16. Um prisma em forma de triângulo equilátero é feito de
um material transparente de índice de refração. Um raio
de luz monocromático está incidindo sobre uma de suas
faces formando ângulo de 45° com a normal. A figura
que melhor representa o trajeto desse raio ao atravessar
o prisma é:
a)
b)
d)
20. Em três experimentos distintos, um feixe de luz
monocromática atinge a superfície de separação entre
dois meios, segundo o mesmo ângulo š. Sabendo que o
índice de refração da luz desse feixe para o ar tem valor
1, e considerando que a reta tracejada é a normal à
superfície de separação dos meios no ponto de
incidência, pode-se concluir que:
c)
e)
a)
b)
c)
d)
e)
17 O esquema a seguir representa a direção de um feixe
luminoso monocromático incidente e as direções dos
respectivos feixes refletido e refratado. Sabendo-se que
o ângulo de reflexão vale 60°, que o índice de refração
do meio A vale 1 e que o do meio B vale
afirmar que o ângulo de refração vale:
3 , é correto
Dados: sen 30° = cos 60° = 1/2; sen 60° = cos 30° =
a)
b)
c)
d)
e)
21. O índice de refração, n, de um vidro de quartzo depende
do comprimento de onda da luz, —, conforme indica o
gráfico a seguir. Calcule o ângulo de refração š para luz
com — = 400 nm incidindo sobre uma peça de quartzo,
conforme a figura. Considere o índice de refração do ar
igual a 1,00.
3 /2
15°
30°
45°
60°
90°
18. Um raio de luz monocromática passa de um meio 1 para
um meio 2 e desse para um meio 3, conforme indicado
na figura.
a) arc sen 0,07
b) arc sen 0,13
c) arc sen 0,34
d) arc sen 0,59
e) arc sen 0,73
22. Suponha que a velocidade de propagação de uma onda
sonora seja 345 m/s no ar e 1035 m/s dentro da água.
Suponha também que a lei de Snell da refração seja
válida para essa onda.
a) Para que possa ocorrer reflexão total, a onda deve
propagar-se do ar para a água ou da água para o ar?
Justifique sua resposta.
b) Calcule o ângulo limite a partir do qual ocorre
reflexão total.
Com relação à velocidade de propagação da luz nesses
três meios, assinale a alternativa correta.
a) v1 > v‚ > vƒ
b) vƒ > v1 > v‚
c) v‚ > vƒ > v1
d) v1 > vƒ > v‚
e) vƒ > v‚ > v1
23. Uma lâmina homogênea de faces paralelas é constituída
de um material com índice de refração n2 = 1,5. De um
lado da lâmina, há um meio homogêneo de índice de
refração n = 2,0; do outro lado, há ar, cujo índice de
refração n3 consideramos igual a 1,0.Um raio luminoso
19. Um bloco de vidro cujo índice de refração (nv) varia com
o comprimento de onda, como representado no gráfico a
seguir, está mergulhado em um líquido cujo índice de
OSG 3391/11
sen  = sen2 .
sen  = sen2 .
sen  = sen  . sen š.
sen  = sen  . sen š.
sen š = sen  . sen .
3
TC DE FÍSICA – 2a SÉRIE – ENSINO MÉDIO
proveniente do primeiro meio incide sobre a lâmina com
ângulo de incidência š1, como indica a figura.
a) O cão observa o olho do peixinho mais próximo da
parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão
mais distante do aquário.
b) O cão observa o olho do peixinho mais distante da
parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão
mais próximo do aquário.
c) O cão observa o olho do peixinho mais próximo da
parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão
mais próximo do aquário.
d) O cão observa o olho do peixinho mais distante da
parede P, enquanto o peixinho observa o olho do cão
também mais distante do aquário.
e) O cão e o peixinho observam o olho um do outro, em
relação à parede P, em distâncias iguais às
distâncias reais que eles ocupam na figura.
Calcule o valor de š a partir do qual o raio que
atravessa a lâmina sofre reflexão total na interface com o
ar (meio 3).
24. Deseja-se realizar uma experiência de reflexão total na
interface entre dois líquidos imiscíveis, usando um feixe
de luz monocromática que incide de cima para baixo,
como ilustrado na figura 1. Dispõe-se dos seguintes
líquidos, conforme figura 2:
27. Na figura a seguir, um feixe de luz monocromática I,
proveniente do ar, incide sobre uma placa de vidro de
faces planas e paralelas, sofrendo reflexões e refrações
em ambas as faces da placa.
Na figura, ši representa o ângulo formado pela direção do
feixe incidente com a normal à superfície no ponto A, e šr
representa o ângulo formado pela direção da parte refratada
desse feixe com a normal no mesmo ponto A.
Pode-se afirmar que os ângulos ‘, ’ e – definidos na
figura são, pela ordem, iguais a
a) ši, šr e ši.
d) šr, šr e ši.
b) ši, ši e šr.
e) šr, ši e ši.
c) šr, ši e šr.
Com base nesses dados, pode-se concluir que os
líquidos A e B são, respectivamente:
a) 1 e 2
d) 2 e 4
b) 1 e 3
e) 3 e 4
c) 2 e 3
Glauber 19.05.11 Rev. Vânia
25. 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.
c) qualquer que seja o ângulo de incidência, só pode
sofrer refração, nunca reflexão.
d) qualquer que seja o ângulo de incidência, só pode
sofrer reflexão, nunca refração.
e) qualquer que seja o ângulo de incidência, sempre
sofre refração e reflexão.
26. Um cão está diante de uma mesa, observando um
peixinho dentro do aquário, conforme representado na
figura. Ao mesmo tempo, o peixinho também observa o
cão. Em relação à parede P do aquário e às distâncias
reais, podemos afirmar que as imagens observadas por
cada um dos animais obedecem às seguintes relações:
4
OSG 3391/11