Explique como um prisma separa a luz branca em cores (dispersão) e calcule o desvio mínimo para o vermelho…
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 como um prisma separa a luz branca em cores (dispersão) e calcule o desvio mínimo para o vermelho (n=1,51) e para o violeta (n=1,53) em um prisma com ângulo A=60°. Apresente o desvio angular entre vermelho e violeta.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Um prisma separa cores porque o índice de refração n(?) varia com o comprimento de onda; diferentes cores sofrem desvios distintos ao atravessar faces inclinadas. Para desvio mínimo d_min usa-se n = sin[(A+d_min)/2]/sin(A/2), logo d_min = 2·arcsin[n·sin(A/2)] - A. Com A=60° ? A/2=30° e sin30°=0,5: para vermelho n_r=1,51 ? arcsin(1,51·0,5)=arcsin(0,755)=49,17° ? d_r=2·49,17°-60°=38,34°. Para violeta n_v=1,53 ? arcsin(1,53·0,5)=arcsin(0,765)=49,91° ? d_v=2·49,91°-60°=39,82°. Separação angular ˜ d_v-d_r ˜ 1,48°.
Explicação
A luz branca é composta por diferentes comprimentos de onda, que ao atravessar um prisma, são refratados em ângulos distintos devido às variações no índice de refração. O cálculo do desvio mínimo para cada cor é feito utilizando a fórmula que relaciona o índice de refração e o ângulo do prisma, permitindo determinar o desvio angular específico para o vermelho e o violeta. A diferença entre esses desvios resulta na separação angular observada entre as cores, evidenciando o fenômeno da dispersão.
Raio-X da questão
dispersão da luz
avaliacao
dispersão da luz · refração da luz
Revisar a teoria da dispersão da luz e cálculos de refração em prismas.
O aluno pode confundir os índices de refração e não calcular corretamente o desvio mínimo para cada cor.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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