Em uma aula de Física, estudantes direcionaram um feixe de laser do ar para uma placa transparente de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma aula de Física, estudantes direcionaram um feixe de laser do ar para uma placa transparente de acrílico. O feixe atingiu a superfície exatamente na direção perpendicular a ela. O índice de refração do ar é aproximadamente 1,0, e o do acrílico é 1,5. Considere a velocidade da luz no vácuo igual a c. Com base nessas informações, qual alteração ocorre com o feixe ao entrar no acrílico?
- A) A velocidade permanece constante, mantendo a direção.
- B) A velocidade diminui, mantendo a direção.
- C) A velocidade aumenta, mantendo a direção.
- D) A velocidade diminui, desviando a direção.
- E) A velocidade diminui, invertendo o sentido.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. O feixe vem do ar (n = 1,0) e entra no acrílico (n = 1,5) com incidência perpendicular à superfície, isto é, ângulo de incidência de 0 grau.
- Calcule a velocidade no acrílico. O índice de refração é n = c / v, logo v = c / n = c / 1,5, ou seja, v = 2c/3. Como 2c/3 é menor que c, a velocidade diminui ao entrar no acrílico.
- Analise a direção. Pela lei de Snell, n1 * sen(i) = n2 * sen(r). Com i = 0, sen(r) = 0, então o ângulo de refração também é 0. O feixe continua na mesma direção, sem desvio. Só há desvio quando a incidência é oblíqua.
- Conclua. A velocidade diminui e a direção se mantém, o que corresponde à alternativa B, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A: a velocidade não permanece constante, pois depende do meio (v = c/n). C: a velocidade não aumenta, porque o meio mais denso e de maior índice reduz a velocidade da luz. D: não há desvio, já que a incidência é perpendicular. E: não há inversão de sentido; o feixe continua avançando para dentro do acrílico, e a inversão só ocorreria em reflexão.
💡 Dica: Considere as leis da refração da luz.
Alternativa por alternativa
Supõe que a luz tem velocidade fixa em qualquer meio, confundindo a constância de c no vácuo com o comportamento dentro de materiais transparentes.
Por que engana: Confundir a mudança de direção da luz com a sua velocidade, acreditando que a luz aumenta sua velocidade ao entrar em um meio mais denso.
O índice de refração é definido por n = c/v. Como o acrílico tem índice de refração maior que o do ar, a velocidade da luz diminui ao entrar nele. Como a incidência é perpendicular à superfície, não ocorre desvio da direção de propagação.
Acredita que maior índice de refração significa maior velocidade, invertendo a relação v = c/n.
Acha que qualquer mudança de meio sempre desvia o feixe, esquecendo que na incidência normal o seno do ângulo é zero e a direção se mantém.
Confunde a entrada no novo meio com reflexão, imaginando que o feixe volta no sentido contrário ao atingir a superfície.
Raio-X da questão
refração da luz
avaliacao
refração da luz · velocidade da luz
Revisar as leis da refração e o índice de refração.
Confundir a mudança de direção da luz com a sua velocidade, acreditando que a luz aumenta sua velocidade ao entrar em um meio mais denso.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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