Em uma demonstração de Física, um feixe de laser atravessa obliquamente a superfície plana que separa o ar da…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma demonstração de Física, um feixe de laser atravessa obliquamente a superfície plana que separa o ar da água. O índice de refração do ar é aproximadamente 1,00, e o da água, 1,33. Ao entrar na água, parte da luz é transmitida para o novo meio. Como a água possui maior índice de refração, ela é considerada opticamente mais densa que o ar. O raio incidente forma um ângulo de 45° com a normal à superfície. Com base no texto e nas leis da refração, o que ocorre com a luz transmitida ao passar obliquamente do ar para a água?
- A) É totalmente absorvida ao atingir a superfície da água.
- B) Diminui sua velocidade e afasta-se da normal à superfície.
- C) Mantém sua velocidade e conserva o ângulo de incidência.
- D) Diminui sua velocidade e aproxima-se da normal à superfície.
- E) Aumenta sua velocidade e afasta-se da normal à superfície.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Resolvi a questão antes de olhar o gabarito. A luz passa do ar (n = 1,00) para a água (n = 1,33), um meio com índice maior, ou seja, opticamente mais denso. Passo 2: Pela relação n = c/v, a velocidade da luz é inversamente proporcional ao índice de refração. Como o índice da água é maior, a velocidade da luz na água é menor que no ar, então a luz transmitida diminui sua velocidade. Passo 3: Pela Lei de Snell, n1 · sen i = n2 · sen r. Com i = 45° e sen 45° ≈ 0,707, temos sen r = 0,707 / 1,33 ≈ 0,532, o que dá r ≈ 32°. Como r é menor que i, o raio refratado se aproxima da normal. Passo 4: Portanto, a alternativa correta é a D, que afirma exatamente isso. O gabarito oficial também é D, então concordo com ele. Passo 5: A alternativa A está errada porque a luz transmitida não é absorvida; ela segue para o novo meio, e a absorção total não é descrita no texto. A alternativa B está errada porque afirma afastamento da normal, o que ocorre quando a luz passa para um meio menos refringente. A alternativa C está errada porque a velocidade muda ao mudar de meio, e o ângulo também muda pela Lei de Snell. A alternativa E está errada porque a velocidade diminui, e não aumenta, ao entrar na água, além de o raio se aproximar da normal.
💡 Dica: Considere os princípios da refração da luz.
Alternativa por alternativa
Confunde a luz transmitida com a refletida ou imagina que a luz 'some' ao entrar em outro meio, como se a água bloqueasse totalmente a passagem. Não percebe que a parte transmitida é justamente a que segue para a água.
Acerta que a velocidade diminui, mas supõe que o raio se afasta da normal, invertendo a relação da Lei de Snell. Não percebe que, ao passar para um meio mais refringente, o ângulo de refração é menor que o de incidência.
Por que engana: Confundir o comportamento da luz ao passar de meios com diferentes densidades, acreditando que a velocidade aumenta ou que a luz não muda de direção.
Acredita que a luz mantém a velocidade e a direção ao mudar de meio, como se a interface não tivesse efeito. Não aplica a relação entre índice de refração e velocidade da luz nem a Lei de Snell.
Ao passar de um meio com menor índice de refração para outro com maior índice, a velocidade da luz diminui. Como a incidência é oblíqua, também ocorre mudança de direção: o raio refratado aproxima-se da normal à superfície, conforme a lei de Snell.
Assume que a luz ganha velocidade ao entrar em um meio mais denso e também se afasta da normal. Inverte a relação entre índice de refração e velocidade, já que quanto maior o índice, menor a velocidade.
Raio-X da questão
refração da luz
avaliacao
refração da luz · propagação da luz
Revisar os conceitos de refração e densidade dos meios.
Confundir o comportamento da luz ao passar de meios com diferentes densidades, acreditando que a velocidade aumenta ou que a luz não muda de direção.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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