Ao incidir sobre um prisma de vidro, um feixe de luz branca é decomposto em várias cores. Esse fenômeno…

Questão

Ao incidir sobre um prisma de vidro, um feixe de luz branca é decomposto em várias cores. Esse fenômeno acontece porque as ondas eletromagnéticas de diferentes comprimentos de onda se propagam no vidro com diferentes velocidades, de modo que o índice de refração n tem valor diferente para cada comprimento de onda. O estudo das propriedades óticas de um pedaço de vidro forneceu o gráfico ao lado para o índice de refração em função do comprimento de onda ? da luz. Suponha a velocidade da luz no vácuo igual a 3,0 × 108 m/s. Com base nos conceitos de ótica e nas informações do gráfico, assinale a alternativa correta. (UFPR 2011)

1. A) Luz com comprimento de onda entre 450 nm e 550 nm se propaga no vidro com velocidades de mesmo módulo.
2. B) A frequência da luz com comprimento de onda 600 nm é de 3,6 × 10⁸ Hz.
3. C) O maior índice de refração corresponde à luz com menor frequência.
4. D) No vidro, a luz com comprimento de onda 700 nm tem uma velocidade, em módulo, de 2,5 × 10⁸ m/s.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Identifique o que a questão pede. Queremos a alternativa correta sobre a propagação da luz no vidro, usando o gráfico de índice de refração n em função do comprimento de onda e o valor c = 3,0 × 10^8 m/s no vácuo.
2. Relembre a definição de índice de refração: n = c / v, em que v é a velocidade da luz no meio. Logo, v = c / n.
3. Pela leitura do gráfico, para o comprimento de onda de 700 nm o índice de refração do vidro é n = 1,2.
4. Calcule a velocidade: v = 3,0 × 10^8 / 1,2 = 2,5 × 10^8 m/s. Portanto, a alternativa D está correta.
5. Por que as outras estão erradas. A: o gráfico mostra que n varia com o comprimento de onda na faixa de 450 nm a 550 nm, logo as velocidades não são iguais. B: a frequência não depende do meio, então f = c / λ = 3,0 × 10^8 / 600 × 10^-9 = 5,0 × 10^14 Hz, e não 3,6 × 10^8 Hz. C: o maior n corresponde ao menor comprimento de onda, que é o de maior frequência, e não ao de menor frequência.

💡 Dica: Analise o gráfico para relacionar índice de refração e comprimento de onda.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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