Um raio de luz monocromática incide do ar (índice n1 = 1,00) sobre um bloco de vidro (índice n2 = 1,50) com…

Questão

Um raio de luz monocromática incide do ar (índice n1 = 1,00) sobre um bloco de vidro (índice n2 = 1,50) com ângulo de incidência ?1 = 40,0°. a) Determine o ângulo de refração ?2 usando a lei de Snell: n1 sin?1 = n2 sin?2. b) Calcule a velocidade da luz no vidro usando v = c/n2 (c = 3×108 m/s). c) Explique se a frequência e o comprimento de onda da luz mudam ao passar para o vidro.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

a) Lei de Snell: n1 sin?1 = n2 sin?2 ? sin?2 = (n1/n2)·sin?1 = (1,00/1,50)·sin40,0°. sin40,0° ˜ 0,6428 ? sin?2 ˜ 0,6428/1,50 = 0,4285 ? ?2 = arcsin(0,4285) ˜ 25,4°. b) Velocidade no vidro: v = c/n2 = (3,0×108 m/s)/1,50 = 2,0×108 m/s. c) A frequência f não muda ao atravessar a fronteira (f constante). O comprimento de onda muda: ?1 = c/f no ar e ?2 = v/f no vidro, portanto ?2 = ?1/n2 (? diminui pelo fator n2).

Explicação

A lei de Snell permite calcular o ângulo de refração ao relacionar os índices de refração e os ângulos de incidência e refração. A velocidade da luz diminui ao entrar em um meio mais refrativo, como o vidro, devido ao aumento do índice de refração. A frequência da luz permanece constante, mas o comprimento de onda diminui proporcionalmente ao índice de refração do meio.

Raio-X da questão

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