Em uma atividade de Física, um feixe de luz branca atravessa um prisma triangular de vidro imerso no ar. O…
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 atividade de Física, um feixe de luz branca atravessa um prisma triangular de vidro imerso no ar. O feixe incide perpendicularmente à primeira face do prisma, cujo ângulo do vértice é de 30°. Na segunda face, o ângulo de incidência é, portanto, 30°, menor que o ângulo crítico para a passagem do vidro, de índice de refração 1,50, para o ar. Durante o experimento, observa-se que o índice de refração do vidro é ligeiramente maior para a luz violeta do que para a luz vermelha. Com base nas condições do experimento, qual fenômeno será observado quando a luz branca sair do prisma?
- A) Separa-se em cores, com desvios angulares diferentes.
- B) Segue sem desvio, mantendo a luz branca.
- C) Reúne-se em um único feixe colorido.
- D) É absorvida, sem alcançar o ar.
- E) Retorna integralmente ao interior do prisma.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Na primeira face, a luz incide perpendicularmente, então não sofre desvio ao entrar no vidro. Passo 2: Na segunda face, o ângulo de incidência é 30°. O ângulo crítico satisfaz seno de L = 1/1,50, ou seja, seno de L = 0,667, e L é aproximadamente 41,8°. Como 30° é menor que 41,8°, não ocorre reflexão total e a luz emerge do prisma. Passo 3: Ao emergir, cada cor sofre refração com ângulo diferente, porque o índice de refração do vidro depende do comprimento de onda. Pela lei de Snell (seno do ângulo de refração = n vezes seno de 30°), o violeta, com índice maior, sai com desvio maior que o vermelho. Passo 4: Logo, a luz branca se separa em cores (dispersão), cada uma com desvio angular diferente. Passo 5: Por que as outras estão erradas: B) há desvio na segunda face, pois só a primeira face não desvia a luz; C) o prisma dispersa a luz e não a recombina em um único feixe, o que exigiria um segundo prisma invertido; D) não há absorção nem reflexão total, pois 30° é menor que o ângulo crítico; E) a reflexão total só ocorreria se o ângulo de incidência superasse 41,8°, o que não acontece. Conclusão: o gabarito A está correto e coincide com a resolução.
💡 Dica: Considere o fenômeno da refração da luz.
Alternativa por alternativa
A luz branca é composta por diferentes cores, e cada uma delas sofre um desvio distinto ao atravessar o vidro, pois o índice de refração depende da frequência da luz. Como o ângulo de incidência na segunda face é menor que o ângulo crítico, não ocorre reflexão total interna; a luz refrata para o ar e se dispersa em um espectro de cores.
Acredita que, como a luz entra perpendicularmente, nenhum desvio ocorre em todo o prisma, ignorando a refração na segunda face.
Confunde o prisma com uma lente convergente ou assume que a luz branca se recombina como na experiência de Newton, sem perceber que é preciso um segundo prisma para isso.
Por que engana: Confundir reflexão total com dispersão, pensando que a luz não se separa em cores ao sair do prisma.
Supõe que a luz é absorvida ao atingir a segunda face, possivelmente por confundir a condição do ângulo crítico com a condição de absorção, ou por calcular o ângulo crítico de forma errada.
Acredita que ocorre reflexão total na segunda face, aplicando a condição de reflexão total sem comparar corretamente 30° com o ângulo crítico de cerca de 41,8°.
Raio-X da questão
refração da luz
avaliacao
indice de refração · dispersao da luz
Revisar os conceitos de refração e dispersão da luz em prismas.
Confundir reflexão total com dispersão, pensando que a luz não se separa em cores ao sair do prisma.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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