Em uma aula experimental, estudantes utilizaram um laser para investigar a refração da luz. O feixe…
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 aula experimental, estudantes utilizaram um laser para investigar a refração da luz. O feixe propagava-se inicialmente no ar e incidia sobre uma placa plana de vidro. O ângulo de incidência, medido entre o raio incidente e a normal à superfície, era de 30°. Para o ar, considerou-se índice de refração igual a 1,0; para o vidro, 1,5. Desprezando perdas de energia e usando a lei de Snell, sen ?1 · n1 = sen ?2 · n2, determine o ângulo formado entre o raio refratado e a normal à superfície. Com base nos dados do experimento, qual é, aproximadamente, o ângulo de refração do feixe no vidro?
- A) Aproximadamente 30,0°.
- B) Aproximadamente 15,0°.
- C) Aproximadamente 19,5°.
- D) Aproximadamente 25,0°.
- E) Aproximadamente 41,8°.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. O feixe vai do ar (n1 = 1,0) para o vidro (n2 = 1,5), com ângulo de incidência θ1 = 30°. Queremos o ângulo de refração θ2, medido em relação à normal.
- Aplique a lei de Snell, escrita no enunciado como sen θ1 · n1 = sen θ2 · n2. Substituindo: sen 30° · 1,0 = sen θ2 · 1,5.
- Calcule o seno do ângulo de incidência. Sabemos que sen 30° = 0,5. Logo: 0,5 = sen θ2 · 1,5, e portanto sen θ2 = 0,5 / 1,5 = 0,333...
- Encontre o ângulo cujo seno é 0,333. Usando arco-seno, θ2 = arcsen(0,333) ≈ 19,5°. Esse valor é coerente com a física: ao entrar em um meio mais refringente (maior índice), o raio se aproxima da normal, então o ângulo de refração deve ser menor que 30°.
- Conclusão. O ângulo de refração é aproximadamente 19,5°, o que corresponde à alternativa C, igual ao gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A (30°) supõe que o raio não muda de direção, o que contraria a refração. B (15°) resulta de uma divisão grosseira do ângulo, sem usar a lei de Snell. D (25°) é um valor que não decorre de nenhum cálculo correto com a lei de Snell e aponta para estimativa sem método. E (41,8°) é obtido de arcsen(1/1.5), que ignora o seno do ângulo de incidência e corresponde ao cálculo do ângulo limite, que não se aplica a esta situação.
💡 Dica: Utilize a Lei de Snell para calcular o ângulo de refração.
Alternativa por alternativa
Supõe que o raio refratado mantém a mesma direção do raio incidente ao passar do ar para o vidro, ignorando a mudança de velocidade e de índice de refração.
Divide o ângulo de incidência por 2 como se fosse uma regra de proporção, sem aplicar a relação entre senos e índices de refração da lei de Snell.
Pela lei de Snell, n_ar · sen θ_incidência = n_vidro · sen θ_refração. Assim, 1,0 · sen 30° = 1,5 · sen θ₂. Como sen 30° = 0,5, temos sen θ₂ = 0,5/1,5 = 1/3. Portanto, θ₂ = arcsen(1/3) ≈ 19,5°. Como a luz passa do ar para o vidro, meio de maior índice de refração, o raio se aproxima da normal.
Faz uma estimativa grosseira do ângulo sem calcular corretamente o seno de 30° e a razão 0,5/1,5, perdendo a precisão do método.
Calcula arcsen(1/1,5) = 41,8°, esquecendo de multiplicar pelo seno do ângulo de incidência, ou seja, confunde o cálculo com o ângulo limite de reflexão total.
Raio-X da questão
refração da luz
avaliacao
lei de Snell · ângulos de incidência e refração
Revisar a Lei de Snell e o conceito de refração.
Confundir o ângulo de incidência com o ângulo de refração, mantendo o mesmo valor de 30°.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- Durante uma atividade de Física em uma escola brasileira, estudantes utilizam um feixe de laser que se propaga do ar…
- Em uma prática de microscopia, um feixe de luz atravessa uma lâmina de vidro e chega à interface plana com o ar. O vidro…
- Durante uma atividade de óptica, um feixe de laser atravessa a superfície plana que separa o ar e a água. O feixe incide…
- Um feixe laser incide do ar (n1 = 1,00) sobre uma lâmina de vidro (n2 = 1,50) com ângulo de incidência ?1 = 30,0°…
- Um grupo de estudantes realiza um experimento para observar a refração da luz em diferentes meios. Usando um prisma de…
- Em um experimento de óptica realizado em uma escola, um feixe de luz monocromática atravessa um bloco de acrílico em…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog