A figura ilustra de maneira simplificada o fenômeno da dispersão da luz branca ao incidir sobre um prisma de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e discutir modelos, teorias e leis propostos em diferentes épocas e culturas para comparar distintas explicações sobre o surgimento e a evolução da Vida, da Terra e do Universo com as teorias científicas aceitas atualmente.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
A figura ilustra de maneira simplificada o fenômeno da dispersão da luz branca ao incidir sobre um prisma de vidro a partir do ar, mostrando apenas raios refratados correspondentes a três cores diferentes. Um fenômeno análogo é responsável pelo aparecimento do arco-íris após uma chuva. [IMAGEM] Na base do fenômeno da dispersão está a refração de raios luminosos quando incidem sobre uma interface que separa dois meios físicos distintos. A descrição matemática da refração é feita pela lei de Snell, conforme apresentada a seguir: n1,?1sen?i = n2,?2sen?r, em que: n1,? é o índice de refração da luz de comprimento de onda ? no meio incidente, ?i é o ângulo que o raio incidente faz com a reta normal à interface, n2,? é o índice de refração da mesma luz no meio refratado e ?r é o ângulo que o raio refratado faz com a reta normal à interface. O índice de refração do ar pode ser tomado como igual a 1 para qualquer comprimento de onda. Com base nessas informações, a relação correta entre os índices de refração dos raios das cores 1 (n1), 2 (n2) e 3 (n3) no vidro é dada por: Com base nessas informações, a relação correta entre os índices de refração dos raios das cores 1 (n1), 2 (n2) e 3 (n3) no vidro é dada por: [FUVEST 2023 - Questão 73] FUVEST - 2023
- A) n1 = n2 = n3 > 1
- B) n1 > n2 > n3 > 1
- C) 1 < n1 < n2 < n3
- D) n1 < n2 < n3 < 1
- E) 1 > n1 > n2 > n3
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Na lei de Snell, n1 sen(i) = n2 sen(r), o índice de refração de um meio é a razão entre a velocidade da luz no vácuo e a velocidade nesse meio. Como o ar tem índice 1, o vidro tem índice maior que 1, pois a luz se propaga mais devagar nele. Passo 2: A dispersão ocorre porque o índice de refração do vidro depende do comprimento de onda (da cor). Cores diferentes são desviadas de maneiras diferentes, e por isso aparecem separadas no espectro. Passo 3: Ao entrar no vidro, cada raio se aproxima da normal, o que confirma que o índice do vidro é maior que o do ar. Passo 4: Na figura, a cor 1 é a que sofre o maior desvio em relação à direção de incidência, o que corresponde ao maior índice de refração. A cor 3 é a que sofre o menor desvio, com o menor índice. Assim, n1 > n2 > n3 > 1, que é a alternativa B. Passo 5: A alternativa A está errada porque, se os índices fossem iguais, não haveria dispersão. A alternativa C está errada porque inverte a ordem dos índices. A alternativa D está errada porque índices menores que 1 são impossíveis para um meio material como o vidro. A alternativa E está errada porque, além de propor índice menor que 1 para o vidro, inverte a ordem entre as cores.
💡 Dica: Use a lei de Snell para comparar os índices de refração das diferentes cores.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que o índice de refração é o mesmo para todas as cores do vidro, confundindo refração com um fenômeno sem dependência do comprimento de onda. Assim, não percebe que a dispersão exige índices diferentes para cada cor.
É a resposta que o enunciado sustenta.
O aluno percebe que o índice do vidro é maior que 1, mas inverte a relação entre desvio e índice, associando a cor de maior desvio ao menor índice. Por isso ordena os índices de forma contrária à correta.
O aluno supõe que o vidro tem índice menor que 1, ou seja, que a luz seria mais rápida no vidro do que no ar. Esse raciocínio contraria a ideia de que a luz se aproxima da normal ao entrar num meio mais denso.
O aluno trata o índice do vidro como menor que 1, como se o vidro fosse um meio menos denso que o ar, e ainda inverte a ordem entre as cores. Ele mistura as ideias de índice de refração e de densidade óptica.
Raio-X da questão
dispersão da luz, índice de refração, lei de Snell
avaliacao
lei de Snell · índice de refração
Revisar a lei de Snell e como o índice de refração varia com o comprimento de onda da luz.
Confundir a relação entre os índices de refração das cores, assumindo que todos são iguais ou que a ordem é diferente.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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