Explique o fenômeno de reflexão interna total para luz que vai de vidro (n1 = 1,50) para ar (n2 = 1,00)…
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
Explique o fenômeno de reflexão interna total para luz que vai de vidro (n1 = 1,50) para ar (n2 = 1,00). Calcule o ângulo crítico e descreva um arranjo experimental para registrar a diminuição da intensidade transmitida ao aumentar o ângulo de incidência; interprete o comportamento do gráfico intensidade transmitida vs ângulo.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Derive o ângulo crítico a partir de n1·sin?c = n2·sin90° ? sin?c = n2/n1 = 1,00/1,50 = 0,666... ? ?c = arcsin(0,666...) ˜ 41,8°. Para observar experimentalmente, use um feixe laser paralelo incidindo na face plana de um bloco de vidro semicircular montado em uma base giratória; posicione um detector de intensidade atrás da face de saída e varrie o ângulo de incidência na face plana. Meça a intensidade transmitida I(?); antes de ?c I diminui conforme as componentes de Fresnel, e para ? > ?c a intensidade transmitida cai a zero (reflexão total) enquanto surge uma onda evanescente na interface. No gráfico I versus ? espera-se queda gradual até um valor próximo de zero em ?c e ausência de transmissão acima de ?c. Discuta fontes de erro: alinhamento, divergência do feixe, sensibilidade do detector e variações no índice do material.
Explicação
A explicação aborda claramente o cálculo do ângulo crítico utilizando a lei de Snell, que é fundamental para entender a reflexão interna total. O arranjo experimental proposto permite observar a variação da intensidade transmitida em função do ângulo de incidência, evidenciando a transição entre a transmissão e a reflexão total. A discussão sobre fontes de erro é essencial para garantir a precisão dos resultados e a confiabilidade das conclusões obtidas na experiência.
Raio-X da questão
reflexão interna total
avaliacao
lei de Snell · refração da luz
Revisar os conceitos de refração e ângulo crítico.
O aluno pode confundir o ângulo crítico com o ângulo de incidência, não aplicando corretamente a lei de Snell para determinar o valor do ângulo crítico.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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