Em uma prática de microscopia, um feixe de luz atravessa uma lâmina de vidro e chega à interface plana com 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 prática de microscopia, um feixe de luz atravessa uma lâmina de vidro e chega à interface plana com o ar. O vidro possui índice de refração 1,5, e o ar, índice 1,0. O feixe incide formando 30° com a normal à superfície. Considerando a lei de Snell, use sen 30° = 0,50 e sen 48,6° ˜ 0,75. Com base nos dados do experimento, qual é a direção do raio refratado no ar?
- A) Mantém a direção original e forma um ângulo de aproximadamente 30°.
- B) Afasta-se da normal e forma um ângulo de aproximadamente 48,6°.
- C) É refletido integralmente e não forma raio refratado no ar.
- D) Propaga-se junto à superfície e forma um ângulo de 90° com a normal.
- E) Aproxima-se da normal e forma um ângulo de aproximadamente 19,5°.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. O feixe sai do vidro (n1 = 1,5) e chega ao ar (n2 = 1,0). O ângulo de incidência é θ1 = 30° em relação à normal.
- Aplique a lei de Snell: n1 * sen θ1 = n2 * sen θ2.
- Substitua os valores: 1,5 * 0,50 = 1,0 * sen θ2, logo sen θ2 = 0,75.
- Como sen θ2 = 0,75 e o enunciado indica sen 48,6° ≈ 0,75, temos θ2 ≈ 48,6°.
- Como o raio passa de um meio mais refringente (vidro) para um menos refringente (ar), ele se afasta da normal. Assim, a direção correta é a da alternativa B.
- A alternativa A está errada porque o raio não mantém a direção original, já que há refração. A alternativa C está errada porque a reflexão total exigiria ângulo de incidência maior que o limite crítico, o que não ocorre aqui (o ângulo limite seria arcsen(1/1,5), cerca de 41,8°, e 30° é menor que isso). A alternativa D está errada porque o raio refratado não rasante forma 90° somente no caso limite, e não é o que a lei de Snell fornece com 30° de incidência. A alternativa E está errada porque o raio se afasta da normal, e não se aproxima, e 19,5° não corresponde ao valor obtido pela lei de Snell.
- Conclusão: o raio refratado no ar afasta-se da normal e forma aproximadamente 48,6° com ela, o que confirma o gabarito B.
💡 Dica: Considere a lei de Snell para a refração da luz.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que, ao atravessar a interface, o raio mantém a mesma direção do feixe incidente, ignorando que a mudança de meio altera a velocidade da luz e desvia o raio.
Pela lei de Snell, n₁ sen i = n₂ sen r. Assim, 1,5 × 0,50 = 1,0 × sen r, logo sen r = 0,75 e r ≈ 48,6°. Como a luz passa de um meio de maior índice para outro de menor índice, o raio refratado se afasta da normal.
O aluno confunde o limite da reflexão total com a situação do problema e conclui que toda luz é refletida ao mudar de meio, sem verificar se o ângulo de incidência supera o ângulo limite (cerca de 41,8°).
Por que engana: Confundir o sentido do desvio do raio ao passar para meio de menor índice, invertendo a direção do desvio.
O aluno confunde o caso de incidência rasante ou de ângulo limite com o caso geral e imagina que o raio refratado sempre fica junto à superfície, a 90° da normal.
O aluno inverte a relação de Snell, fazendo sen θ2 = n2 * sen θ1 / n1 com os índices trocados, e também supõe que o raio se aproxima da normal ao sair do vidro para o ar, o que contraria a regra de que o raio se afasta da normal ao passar para meio menos refringente.
Raio-X da questão
refração da luz
avaliacao
indice de refração · lei da refração
Revisar a lei de Snell e os índices de refração.
Confundir o sentido do desvio do raio ao passar para meio de menor índice, invertendo a direção do desvio.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.
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