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Exercícios sobre as Leis da Refração da Luz

Exercícios de Física

Esta lista de exercícios sobre as Leis da Refração aborda o fenômeno caracterizado pela alteração na velocidade da luz ao mudar de meio de propagação. Publicado por: Joab Silas da Silva Júnior
questão 1

(UERN) Um feixe de luz proveniente de um meio A propaga-se em direção à superfície de separação com um meio B. Se o índice de refração do meio B em relação ao meio A é igual a 1,25, ao sofrer a refração, o feixe de luz teve sua velocidade:

a) reduzida em 25%.

b) reduzida em 20%.

c) aumentada em 20%.

d) aumentada em 25%.

questão 2

(PUC-Camp-SP) Há uma série de fenômenos observáveis que ocorrem na atmosfera terrestre e que são determinados pela refração da luz ao percorrê-la. São exemplos o arco-íris, a formação de halos ao redor da Lua, a posição aparente dos astros mais elevada que a real, o fenômeno das miragens no deserto, a aurora boreal. A refração é o fenômeno da mudança na velocidade da propagação da luz ao passar de um meio transparente para outro. Considere um raio luminoso que forma ângulos iguais a 45º e 60º com a superfície que separa o vácuo do meio transparente e homogêneo M, como representado na figura.

Dados:
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 . 108 m/s

De acordo com a situação apresentada, a velocidade da luz no meio M, em m/s, vale:

a) 1,0 . 108

b) 1,0√2. 108

c) 1,5 . 108

d) 1,0 .√3 . 108

e) 1,5 . √2. 108

questão 3

Um raio de luz monocromático incide na superfície de separação entre dois meios com índice de refração igual a 1,5 e 2,0, passando do menor para o maior índice. Determine o ângulo de refração sabendo que o ângulo de incidência é de 30°.

a) 14°

b) 18°

c) 22°

d) 26°

e) 28°

questão 4

Ao sofrer refração de um meio com índice de refração n1 para outro com índice de refração n2, um raio de luz monocromático tem seu ângulo de incidência reduzido em 5°. Marque a alternativa que traz uma informação incorreta a respeito dessa refração.

a) Esse raio de luz passou de um meio de menor índice para outro de maior índice de refração.

b) A alteração no ângulo deve-se a uma diminuição da velocidade de propagação da luz.

c) O índice de refração relativo entre os meios 1 e 2 é menor que 1.

d) O índice de refração relativo entre os meios 2 e 1 é menor que 1.

e) Na passagem de n1 para n2, a velocidade da luz é reduzida.

respostas
Questão 1

Letra B

A relação entre o índice de refração B e A é maior que 1, o que indica que o índice de refração do meio B é maior que o do meio A. Portanto, ao passar para o meio B, a velocidade da luz deverá ser reduzida.

A velocidade da luz no meio B corresponde a 80% da velocidade da luz no meio A, logo, houve uma redução de 20% no valor da velocidade da luz.

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Questão 2

Letra E

Por meio da definição de índice de refração da Lei de Snell-Descartes e sabendo que o índice de refração do vácuo é igual a 1, pode-se definir uma relação entre os senos dos ângulos e as velocidades da luz nos meios em questão.

Os ângulos de incidência e reflexão são estabelecidos entre os raios de luz e a reta normal, portanto, na figura do exercício, os ângulos complementares de 45° e 60° representam os ângulos de incidência e reflexão. Sabendo que o ângulo complementar é aquele que completa a soma com resultado igual a 90°, que 45° é complementar do próprio 45° e que 30° é complementar de 60°, os ângulos de incidência (θi) e refração (θR) são, respectivamente, 45° e 30°.

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Questão 3

Letra C

O ângulo de refração será determinado a partir da aplicação da Lei de Snell-Descartes.

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Questão 4

Letra D

A redução do ângulo no momento da refração indica que a luz aproximou-se da reta normal, portanto, a refração ocorreu do maior para o menor índice de refração (n1 < n2). O índice de refração relativo entre os meios 2 e 1 é a razão entre os índices de refração n2 e n1. Como o índice do meio 2 é maior, o resultado dessa relação deverá ser um número maior que 1.

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