Considere um raio de luz monocromático de comprimento de onda ?, que incide com ângulo ?1 em uma das faces de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Considere um raio de luz monocromático de comprimento de onda ?, que incide com ângulo ?1 em uma das faces de um prisma de vidro que está imerso no ar, atravessando-o como indica a figura. [IMAGEM] Sabendo que o índice de refração do vidro em relação ao ar diminui com o aumento do comprimento de onda do raio de luz que atravessa o prisma, assinale a alternativa que melhor representa a trajetória de outro raio de luz de comprimento 1,5 ?, que incide sobre esse mesmo prisma de vidro. UNESP - 2011
- A) [Trajetória A]
- B) [Trajetória B]
- C) [Trajetória C]
- D) [Trajetória D]
- E) [Trajetória E]
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique a grandeza que muda. O raio de 1,5 lambda tem comprimento de onda maior que o raio de lambda. O enunciado diz que o indice de refracao do vidro diminui quando o comprimento de onda aumenta, logo o novo raio tem indice de refracao menor que o do raio original.
- Relacione o indice de refracao com o desvio. Pela lei de Snell (n1 sen i = n2 sen r), quanto maior o indice de refracao do meio, mais o raio se aproxima da normal ao entrar nele. Assim, um indice menor produz um desvio menor na refracao.
- Aplique ao prisma. Ao entrar na face, o raio de 1,5 lambda se desvia menos que o raio de lambda. Ao sair pela outra face, ocorre o mesmo efeito, e o desvio total do raio tambem fica menor. Com isso, o raio emergente fica mais proximo da direcao em que o raio incidiu.
- Escolha a trajetoria. Entre as opcoes da figura, a trajetoria A é a que apresenta o menor desvio total, consistente com um indice de refracao menor. Por isso, A é a alternativa correta.
- Por que as demais estao erradas. Cada uma das outras trajetorias, na figura, apresenta um desvio incompativel com a diminuicao do indice de refracao para o comprimento de onda maior.
💡 Dica: Considere como o índice de refração varia com o comprimento de onda para determinar a trajetória do raio.
Alternativa por alternativa
Se o comprimento de onda aumenta (de ? para 1,5?), o índice de refração do vidro diminui. Isso significa que o desvio sofrido pelo raio de luz ao atravessar o prisma será menor, ou seja, o raio se aproximará mais da trajetória original (menos refratada) em relação ao raio de comprimento de onda menor. Assim, a alternativa A mostra corretamente o raio de maior comprimento de onda (1,5?) sendo menos desviado que o de ?.
O aluno supoe que, com comprimento de onda maior, a luz se desvia mais no prisma, invertendo a relacao entre indice de refracao e desvio.
O aluno aplica a relacao entre comprimento de onda e indice de refracao sem considerar o sentido da variacao descrita no enunciado e escolhe uma trajetoria com desvio intermediario.
Por que engana: Confundir a relação entre comprimento de onda e índice de refração, invertendo o efeito na trajetória do raio.
O aluno pensa que a mudanca de comprimento de onda nao altera o caminho do raio, pois confunde a cor com a direcao, e escolhe a trajetoria com desvio igual ao do raio original.
O aluno associa comprimento de onda maior a maior velocidade e, por intuicao do dia a dia, supoe que o raio se afasta mais da normal, escolhendo a trajetoria de maior desvio.
Raio-X da questão
refração da luz em prismas
avaliacao
índice de refração da luz · lei de Snell
estude a relação entre índice de refração e comprimento de onda
Confundir a relação entre comprimento de onda e índice de refração, invertendo o efeito na trajetória do raio.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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