1º Ano - Setor B - Colégio Jesus Adolescente

Colégio Jesus Adolescente
Ensino Médio
Disciplina
2º Bimestre
Física – Setor B
Aulas 13 à 15
1) Um raio de luz monocromático se propaga no vidro com
velocidade 200.000 km/s. Sendo a velocidade da luz no vácuo
300.000 km/s, o índice de refração do vidro para este tipo de
luz é:
a)2,5
b)3,0
c)1,5
d)1,0
2) Um raio luminoso que se propaga no ar (n = 1) incide
rasante na superfície de um determinado meio (n = 2). O
desvio sofrido pelo raio incidente é de:
a) 30 graus
b) 50 graus
c) 60 graus
d) 45 graus
3) Um raio de luz monocromática propaga-se no vácuo, com
velocidade de propagação de módulo C e adentra um meio
3
.
2
homogêneo e transparente M, cujo índice de refração vale
O módulo da velocidade de propagação desse raio, no meio M,
vale:
a)
3
C
4
b)
4
C
3
c)
2C
1
C
4
d)
e)
2
C
3
4) Três meios homogêneos e transparentes são atravessados
por um raio de luz monocromática. Considerando-se nA = 2, nB
= 1,5 e nC =1 os índices de refração absolutos dos meios A, B e
C, respectivamente, assinale a figura que melhor representa a
trajetória do raio citado.
a)
A
b)
B
A
Turma
Professor
Lista de Exercício
1º ANO
Gnomo
Mensal
I - Ao entrar no vidro, a velocidade da onda luminosa passa a ser
maior do que
.
II - Ao entrar na água, a velocidade da onda luminosa passa a
ser menor do que
.
III - Ao sair do copo, a velocidade da onda luminosa volta a ser de
.
IV - Durante todo o fenômeno, a freqüência da onda luminosa
permanece constante.
Assinale a única alternativa correta:
a) I.
b) Apenas II.
c) Apenas III.
d) Apenas II e III.
e) II, III e IV.
6) Quando um raio de luz incide obliquamente na superfície de
separação de dois meios x e y, vinda do meio x para o meio y, ela
sofre refração. Sabendo-se que o índice de refração do meio x é
maior que o índice de refração do meio y, podemos afirmar que o
raio refratado:
a) se afasta da normal.
b) se aproxima da normal.
c) incide pela normal.
d) não sofre desvio.
7) Quando a luz passa de um meio x (n = 3), para um meio y (n =
2), ela sofre refração. O índice de refração relativo de x para y é
de:
a) 3/2
b) 2/3
c) 1
d) 2,5
e) 6
B
8) Observe a figura a seguir:
C
C
α
c)
A
d)
B
A
normal
B
60º
C
C
Meio X
e)
A
B
C
Meio Y
S
A figura representa dois meios homogêneos e transparentes (X e
Y), separados pela superfície plana S. Considerando-se nYX =
3 o índice de refração do meio Y em relação ao meio X, o
valor de ângulo α é:
a) 30º
5) Amanda segura um copo de vidro cheio de água. Um raio
luminoso monocromático vindo do ar com velocidade de
aproximadamente
atravessa todo o copo. Sobre este
fenômeno, analise as afirmações a seguir:
b) 20º
c) 10º
d) 60º
e) 45º
Enunciado para as questões 9 e 10.
Um raio de luz monocromática atravessa uma lâmina de faces
paralelas de cristal imersa no ar. O índice de refração absoluto do
ar vale 1 e o trajeto do raio luminoso está descrito na figura a
seguir:
45º
ar
30º
α
cristal
ar
β
9) Determine o índice de refração absoluto do cristal. Justifique
sua reposta.
Uma pessoa com o olho na posição mostrada na figura
provavelmente verá:
a) apenas o peixe M.
b) apenas o peixe N.
c) apenas o peixe O.
d) os peixes N e O.
10) Determine os ângulos α e β. Justifique sua reposta.
11) Um raio de luz monocromática, propagando-se no ar,
atravessa uma lâmina de vidro transparente, como mostra a
figura a seguir.
50º
20º
14) Um feixe luminoso, constituído de luz azul e vermelha,
propagando-se no ar, incide sobre uma superfície de vidro.
Sabendo-se que o índice de refração do vidro para a luz azul é
maior do que para a vermelha, a figura que melhor representa a
refração da luz azul (A) e vermelha (V) é:
α
β
Considerando-se os ângulos α e β indicados na figura, é
correto afirmar que α + β é igual a:
a) 50º
b) 60º
c) 70º
d) 35º
e) 40º
12) Das figuras a seguir, assinale a que representa,
corretamente, a trajetória de um raio de luz monocromática,
vindo do ar, que atravessa um prisma de vidro mais refringente
que o ar:
a)
ar
b)
vidro
ar
ar
vidro
ar
d)
c)
ar
15) Na figura adiante, um raio de luz monocromático se propaga
pelo meio A , de índice de refração 2,0.
vidro
vidro
ar
e)
ar
vidro
ar
13) Três peixes, M, N e O, estão em aquário com tampa não
transparente com um pequeno furo como mostra a figura.
Dados: sen 37° = 0,60
sen 53° = 0,80
Devemos concluir que o índice de refração do meio B é:
a) 0,5
b) 1,0
c) 1,2
d) 1,5
e) 2,0
16) 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 é menor que o ângulo , 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 é o ângulo limite de incidência.
e) no meio A a velocidade de propagação da luz é maior que
no meio B, somente se é o ângulo limite de refração.
17) Um raio luminoso incide sobre a superfície da água,
conforme a figura a seguir.
Qual alternativa representa o que acontece com o raio?
20) Um cilindro maciço de vidro
tem acima de sua base
superior uma fonte luminosa
que emite um fino feixe de luz,
como mostra a figura ao lado.
Um aluno deseja saber se toda
luz que penetra por essa
extremidade superior do tubo
vai sair na outra extremidade,
independentemente da posição
da fonte F e, portanto, do
ângulo de incidência .
Para tanto, o aluno analisa o raio luminoso rasante e verifica que
o ângulo de refração correspondente a esse raio vale 40°.
sen 40° = 0,64 e n(ar) = 1
Obtenha o índice de refração do material do cilindro.
21)
18) O índice de refração de um material é a razão entre:
a) a densidade do ar e a densidade do material.
b) a intensidade da luz no ar e a intensidade da luz no material.
c) a freqüência da luz no vácuo e a freqüência da luz no
material.
d) a velocidade da luz no vácuo e a velocidade da luz no
material.
e) o comprimento de onda da luz no vácuo e o comprimento de
onda da luz no material.
19) A figura mostra uma estrela localizada no ponto O, emitindo
um raio de luz que se propaga até a Terra. Ao atingir a
atmosfera, o raio desvia-se da trajetória retilínea original,
fazendo com que um observador na Terra veja a imagem da
estrela na posição I. O desvio do raio de luz deve-se ao fato de
o índice de refração absoluto da atmosfera variar com a
altitude.
Analise as afirmações:
I. O índice de refração absoluto do ar é crescente da região
atmosférica (1) para a região atmosférica (2);
II. No ponto B o raio luminoso sofre uma reflexão;
III. No ponto C o raio luminoso sofre uma reflexão;
IV. No ponto D o raio luminoso sofre uma refração.
Quais são corretas?
a) Apenas II e IV
b) Apenas I e II
c) Apenas I e IV
d) Apenas II e III
e) Apenas III e IV
22) As fibras ópticas, de grande uso diagnóstico em Medicina
(exame do interior do estômago e outras cavidades), devem sua
importância ao fato de que nelas a luz se propaga sem "escapar"
do seu interior, não obstante serem feitas de material
transparente. A explicação para o fenômeno reside na ocorrência,
no interior das fibras, de:
a) reflexão total da luz;
b) dupla refração da luz;
c) polarização da luz;
d) difração da luz;
e) interferência da luz.
23) A figura mostra um raio de luz passando de um meio 1 (água)
para um meio 2 (ar), proveniente de uma lâmpada colocada no
fundo de uma piscina. Os índices de refração absolutos do ar e
da água valem, respectivamente, 1,0 e 1,3.
Explique por que o desvio ocorre do modo indicado na figura,
respondendo o nome do fenômeno óptico responsável pelo
fenômeno observado e se o índice de refração absoluto da
atmosfera é maior menor ou igual ao dó universo. (Na figura a
espessura da atmosfera e o desvio do raio foram grandemente
exagerados para mostrar com clareza o fenômeno.)
Dados: sen 48° = 0,74 e sen 52° = 0,79
Sobre o raio de luz, pode-se afirmar que, ao atingir o ponto A:
a) sofrerá refração, passando ao meio 2;
b) sofrerá reflexão, passando ao meio 2;
c) sofrerá reflexão, voltando a se propagar no meio 1;
d) sofrerá refração, voltando a se propagar no meio 1;
e) passará para o meio 2 (ar), sem sofrer desvio.
24) Ao viajar num dia quente por uma estrada asfaltada, é
comum enxergarmos ao longe uma "poça d'água". Sabemos
que em dias de alta temperatura as camadas de ar, nas
proximidades do solo, são mais quentes que as camadas
superiores. Como explicamos essa miragem?
a) Devido ao aumento de temperatura a luz sofre dispersão.
b) A densidade e o índice de refração absoluto diminuem com
o aumento da temperatura. Os raios rasantes incidentes do
Sol alcançam o ângulo limite e há reflexão total.
c) Devido ao aumento de temperatura, ocorre refração com
desvio.
d) Ocorre reflexão simples devido ao aumento da temperatura.
e) Devido ao aumento de temperatura, a densidade e o índice
de
refração
absoluto
aumentam.
Os
raios
rasantes incidentes do Sol alcançam o ângulo limite e
sofrem reflexão total.
Aulas 16 e 18
25) Uma fibra óptica é uma estrutura cilíndrica feita de vidro,
constituída, basicamente, de dois materiais diferentes, que
compõem o núcleo e a casca, como pode ser visto em corte na
figura a seguir.
d) reflexão total.
e) difração total.
27) Uma pedra preciosa cônica, de 15,0 mm de altura e índice de
refração igual a 1,25, possui um pequeno ponto defeituoso sob o
eixo do cone a 7,50 mm de sua base. Para esconder este ponto
de quem olha de cima, um ourives deposita um pequeno círculo
de ouro na superfície. A pedra preciosa está incrustada numa jóia
de forma que sua área lateral não está visível. Qual deve ser o
menor raio r, em mm, do círculo de ouro depositado pelo ourives?
28) Os índices de refração absolutos relacionados a seguir, para
uma radiação monocromática amarela.
Meio Óptico
gelo
água
vidro
diamante
Índice de Refração Absoluto
1,31
1,33
1,50
2,40
Em relação aos meios citados, certamente ocorrerá o fenômeno
da reflexão total, com maior facilidade para o dioptro constituído
por:
a) gelo - água
b) vidro - água
c) diamante - água
d) vidro - gelo
e) diamante - vidro
29) A figura mostra a trajetória de um feixe de luz branca que
incide e penetra no interior de um diamante.
Sua propriedade de guiamento dos feixes de luz está baseada
no mecanismo da reflexão interna total da luz que ocorre na
interface núcleo-casca. Designando por n(núcleo) e n(casca)
os índices de refração do núcleo e da casca, respectivamente,
analise as afirmações a seguir, que discutem as condições
para que ocorra a reflexão interna total da luz.
I.
II.
n(núcleo) > n(casca).
Existe um ângulo L, de incidência na interface núcleocasca, tal que sen(L) = n(casca)/n(núcleo).
III. Raios de luz com ângulos de incidência
> L sofrerão
reflexão interna total, ficando presos dentro do núcleo da
fibra.
Analisando as afirmações, podemos dizer que:
a) somente I está correta.
b) somente I e II estão corretas.
c) somente I e III estão corretas.
d) todas estão corretas.
e) nenhuma se aplica ao fenômeno da reflexão interna total da
luz em uma fibra óptica.
26) A miragem se explica por um fenômeno de:
a) absorção total.
b) refração total.
c) interferência total.
Sobre a situação fazem-se as seguintes afirmações:
I. A luz branca ao penetrar no diamante sofre refração e se
dispersa nas cores que a constituem.
II. Nas faces 1 e 2 a luz incide num ângulo superior ao ângulo
limite (ou crítico) e por isso sofre reflexão total.
III. Se o índice de refração absoluto do diamante, para a luz
vermelha, é 2,4 e o do ar é 1, certamente o ângulo limite
nesse par de meios será menor que 30°, para a luz vermelha.
Em relação a essas afirmações, pode-se dizer que
a) são corretas apenas I e II.
b) são corretas apenas II e III.
c) são corretas apenas I e III.
d) todas são corretas.
e) nenhuma é correta.
30) A figura abaixo mostra um raio de luz monocromática que
incide
na
superfície
de
separação
de
dois
meios homogêneos e transparentes A e B, vindo do meio A.
Nessas condições o raio de luz emerge rasante à superfície.
Chamando de nA e nB os índices de refração absolutos dos
meios A e B, respectivamente, e de L o ângulo limite, então:
a) nA = nB e a = L
b) nA > nB e a = L
c) nA < nB e a > L
d) nA < nB e a = L
e) nA < nB e a < L