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Exercícios sobre lei de Snell-Descartes

Exercícios de Física

Estes exercícios testarão seus conhecimentos sobre a lei de Snell-Descartes, lei que estabelece relação entre os ângulos de incidência e refração de um feixe de luz. Publicado por: Joab Silas da Silva Júnior
questão 1

(Fuvest) Uma moeda está no centro do fundo de uma caixa d’água cilíndrica de 0,87 m de altura e base circular com 1,0 m de diâmetro, totalmente preenchida com água, como esquematizado na figura.

Se um feixe de luz laser incidir em uma direção que passa pela borda da caixa, fazendo um ângulo θ com a vertical, ele só poderá iluminar a moeda se

a) θ = 20º

b) θ = 30º

c) θ = 45º

d) θ = 60º

e) θ = 70º

Note e adote:

Índice de refração da água: 1,4

n1sen(θ1) = n2 sen(θ2)

sen(20º) = cos(70º) = 0,35
sen(30º) = cos(60º) = 0,50

sen(45º) = cos(45º) = 0,70
sen(60º) = cos(30º) = 0,87
sen(70º) = cos(20º) = 0,94

questão 2

(UFT) Um raio de luz monocromática se propaga de um meio A para um meio B, formando com a normal a superfície de separação de ângulos de 30º e 45º, respectivamente. O meio B é o ar, que possui índice de refração igual a 1, onde a luz se propaga com velocidade de 3,0.108 m/s. Portanto, a velocidade de propagação da luz no meio A será de: (dados: sen 30º = 1/2; sen 45º = √2/2).

a) 1,8 x 108 m/s

b) 2,0 x 108 m/s

c) √2 x 108 m/s

d) 1,5√2 x 108 m/s

e) 3,0√2 x 108 m/s

questão 3

Um feixe de luz monocromática incide na superfície de separação entre dois meios com índices de refração NA e NB. Sabendo que os ângulos de incidência e de refração são 30° e 45º, respectivamente, determine a razão entre NA e NB.

a) √2

b) 1,5

c) √3

d) 2

e) 1

questão 4

Um feixe luminoso incide na superfície de separação entre os meios A e B. Sabendo que o ângulo de incidência corresponde a 30° e que o índice de refração de A é 2,2, determine o valor do índice de refração do meio B para que o ângulo de refração seja 45°.

Dados: sen30º = 0,5; sen45° = 0,7

a) 1,37

b) 1,47

c) 1,57

d) 1,67

e) 1,77

respostas
Questão 1

Letra C

A imagem abaixo mostra o raio de luz refratado atingindo a moeda. O ângulo de refração foi chamado de α. De acordo com as dimensões do recipiente e sabendo que a moeda está no centro da caixa, podemos definir os catetos de um triângulo retângulo.

O valor da hipotenusa (H) pode ser determinado pelo teorema de Pitágoras.

De posse do valor da hipotenusa, pode-se utilizar a lei de Snell-Descartes para determinar o valor do ângulo de incidência θ.

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Questão 2

Letra D

Escrevendo a lei de Snell em termos da velocidade da luz no meio de propagação, teremos:

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Questão 3

Letra A

Aplicando a lei de Snell, teremos:

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Questão 4
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