Um feixe de luz atravessa da atmosfera (n=1,00) para um vidro (n=1,50) com ângulo de incidência ?1 = 30°…
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 feixe de luz atravessa da atmosfera (n=1,00) para um vidro (n=1,50) com ângulo de incidência ?1 = 30°. Usando a lei de Snell, calcule o ângulo ?2 no vidro (em graus).
- A) ?2 = 60°
- B) ?2 = 15°
- C) ?2 = 30°
- D) ?2 ˜ 19,5°
- E) ?2 = 45°
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. n1 = 1,00 (atmosfera), teta1 = 30 graus, n2 = 1,50 (vidro). Procuramos teta2. Passo 2: Aplique a lei de Snell, n1 vezes o seno de teta1 = n2 vezes o seno de teta2. Passo 3: Substitua os valores: 1,00 vezes seno de 30 graus = 1,50 vezes seno de teta2. Como seno de 30 graus = 0,5, temos 0,5 = 1,5 vezes seno de teta2. Passo 4: Isole o seno: seno de teta2 = 0,5 / 1,5 = 1/3, aproximadamente 0,333. Passo 5: Calcule o arco-seno: teta2 = arcoseno de 0,333, que vale aproximadamente 19,5 graus. Passo 6: Conclusão: a alternativa correta é a D, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A) 60 graus seria maior que 30 graus, mas ao entrar em um meio mais refringente o raio deve se aproximar da normal, ou seja, o ângulo deve diminuir. B) 15 graus é menor que o valor correto, pois dividir o ângulo pelo índice não corresponde à lei de Snell. C) 30 graus indicaria que não houve desvio, o que só ocorre em incidência normal ou quando os índices são iguais. E) 45 graus é maior que o valor correto e não resulta 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 tratou o ângulo no vidro como o complemento de 30 graus, ou inverteu a relação de senos, achando que o raio se afasta da normal ao entrar no vidro.
Por que engana: Confundir os índices de refração e aplicar a lei de Snell de forma incorreta, resultando em um ângulo de refração errado.
O aluno provavelmente dividiu o ângulo de incidência pelo índice de refração (30 / 1,5 = 20, ou 30 / 2 = 15), tratando a refração como uma operação direta sobre o ângulo em vez de sobre seus senos.
O aluno provavelmente supôs que a luz não muda de direção ao mudar de meio, ou que o ângulo permanece igual porque o ângulo de incidência foi fornecido sem considerar a mudança de índice.
Pela lei de Snell: n1·sin?1 = n2·sin?2 ? sin?2 = (1,00/1,50)·sin30° = 0,3333 ? ?2 = arcsin(0,3333) ˜ 19,5°.
O aluno provavelmente multiplicou em vez de dividir, calculando seno de teta2 = 1,5 vezes 0,5 = 0,75, e depois estimou o ângulo de forma imprecisa, chegando a 45 graus.
Raio-X da questão
refração da luz
avaliacao
lei de Snell · refração da luz
Revisar a lei de Snell e cálculos de refração.
Confundir os índices de refração e aplicar a lei de Snell de forma incorreta, resultando em um ângulo de refração errado.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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