Um aluno realiza um experimento onde um feixe de luz incide em um prisma triangular. Ao medir os ângulos 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
Um aluno realiza um experimento onde um feixe de luz incide em um prisma triangular. Ao medir os ângulos de refração, ele observa que a luz se divide em várias cores. Usando a lei de Snell (n1·sen(?1) = n2·sen(?2)), determine o ângulo de refração se o ângulo de incidência for 30° e n1 = 1,0 e n2 = 1,5.
- A) 15°
- B) 18,4°
- C) 22°
- D) 30°
- E) 45°
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Ângulo de incidência i = 30°, n1 = 1,0 (ar) e n2 = 1,5 (prisma). Queremos o ângulo de refração r. Passo 2: Aplique a lei de Snell: n1·sen(i) = n2·sen(r). Passo 3: Isole sen(r): sen(r) = (n1/n2)·sen(30°) = (1,0/1,5)·0,5 = 0,5/1,5 = 1/3, ou seja, aproximadamente 0,333. Passo 4: Calcule o arco-seno: r = arcsen(0,333), que vale aproximadamente 19,5°. Passo 5: Compare com as alternativas. Nenhuma é exatamente 19,5°, mas a mais próxima é 18,4° (diferença de cerca de 1,1°), enquanto 22° está a cerca de 2,5° do valor calculado. Por isso a alternativa B é a melhor resposta. Passo 6: Comparação com o gabarito oficial. O gabarito indica B, que coincide com a minha conclusão, mas vale registrar que o valor exato não consta entre as opções e que o enunciado deveria ter usado um valor de n2 ou uma alternativa que resultasse exatamente em 18,4° (por exemplo, seria preciso sen(r) de cerca de 0,316). Passo 7: Por que as outras estão erradas. A (15°) seria obtida se o ângulo fosse simplesmente dividido pelo índice, o que não corresponde à lei de Snell. C (22°) fica longe do valor correto, pois corresponderia a sen(r) de cerca de 0,375. D (30°) indicaria que a luz não muda de direção, o que contradiz a refração ao passar do ar para o vidro. E (45°) não corresponde a nenhuma aplicação correta da lei de Snell com esses dados.
💡 Dica: Aplique a lei de Snell para encontrar o ângulo de refração.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente dividiu o ângulo de incidência pelo índice de refração (30°/1,5 = 20°) ou fez 30°·(1,0/2) sem usar o seno, tratando a relação como proporção direta entre ângulos.
Por que engana: Confundir os ângulos de incidência e refração, aplicando a lei de Snell de forma incorreta.
Cálculo correto usando a lei de Snell.
O aluno pode ter calculado sen(r) de forma aproximada ou feito arredondamentos grosseiros na função inversa, chegando a um valor de seno maior que o correto (cerca de 0,375).
O aluno assumiu que o ângulo não muda na refração, ignorando a diferença entre os índices de refração do ar e do prisma.
O aluno pode ter invertido a razão entre os índices ou usado n2·sen(i) no lugar de n1·sen(i), obtendo um seno maior e um ângulo maior que o real.
Raio-X da questão
refração da luz
avaliacao
lei de Snell · ângulos de incidência e refração
Revisar a lei de Snell e suas aplicações em refração.
Confundir os ângulos de incidência e refração, aplicando a lei de Snell de forma incorreta.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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