Um feixe de luz no ar (n1 = 1,00) incide numa amostra de vidro crown com índice n2 = 1,52 sob ângulo de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um feixe de luz no ar (n1 = 1,00) incide numa amostra de vidro crown com índice n2 = 1,52 sob ângulo de incidência i = 40,0°. Usando a lei de Snell n1·sin i = n2·sin r, calcule o ângulo de refração r (graus).
- A) r = arcsin[(1,00/1,52)·sin(40,0°)] ˜ 25,0°.
- B) r = 70,0°; ângulo de refração maior que o de incidência.
- C) r = 40,0°; luz continua na mesma direção.
- D) r = 15,0°; ângulo de refração inaplicável aqui.
- E) r = 35,0°; é a metade do ângulo de incidência.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. n1 = 1,00 (ar), n2 = 1,52 (vidro crown), i = 40,0°. Procuramos r, o ângulo de refração. Passo 2: Isole sin r na lei de Snell: sin r = (n1/n2)·sin i. Passo 3: Calcule sin 40,0°, que vale aproximadamente 0,6428. Passo 4: Divida por 1,52: 0,6428 / 1,52 ≈ 0,4229. Passo 5: Calcule o arco-seno: r = arcsin(0,4229) ≈ 25,0°. Passo 6: Confira a coerência física. A luz passa de um meio menos refringente (ar) para um mais refringente (vidro), então deve se aproximar da normal, e r (25,0°) é menor que i (40,0°). Passo 7: Compare com o gabarito. A alternativa A traz exatamente a expressão arcsin[(1,00/1,52)·sin(40,0°)] e o valor aproximado de 25,0°, por isso o gabarito oficial está correto. Passo 8: Por que as outras estão erradas. B: r = 70,0° é maior que i, o que contraria a refração ao entrar em meio mais refringente. C: r = 40,0° significaria que a luz não se desvia, o que só ocorreria com n1 = n2. D: a lei de Snell se aplica normalmente a este caso, e 15,0° não é a solução. E: 35,0° não é a metade de 40,0° e a refração não é uma relação linear com o ângulo de incidência.
💡 Dica: Aplique a lei de Snell para encontrar o ângulo de refração.
Alternativa por alternativa
Pela lei de Snell: sin r = (n1/n2)·sin i = (1,00/1,52)·sin40° ˜ 0,4229, logo r = arcsin(0,4229) ˜ 25,0°.
O aluno acredita que, ao entrar num meio mais refringente, a luz se afasta mais da normal, ou inverte a relação de Snell e multiplica em vez de dividir pelo índice.
Por que engana: Confundir a relação entre os ângulos de incidência e refração, aplicando incorretamente a lei de Snell.
O aluno supõe que a luz mantém a mesma direção ao mudar de meio, como se o índice de refração não alterasse o trajeto.
O aluno desiste do cálculo e afirma que a lei de Snell não se aplica, quando na verdade basta isolar sin r e calcular o arco-seno de um valor entre 0 e 1.
O aluno imagina que o ângulo refratado é proporcional ao incidente, como se bastasse dividir i por 2 ou por uma razão simples, sem usar os índices de refração.
Raio-X da questão
refração da luz
avaliacao
lei de Snell · ângulos de incidência e refração
Revisar a lei de Snell e cálculos de refração.
Confundir a relação entre os ângulos de incidência e refração, aplicando incorretamente a lei de Snell.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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