Um estudante, ao fazer a experiência em que um feixe de luz monocromático vai da água, de índice de refração…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um estudante, ao fazer a experiência em que um feixe de luz monocromático vai da água, de índice de refração 1,3, para o ar, de índice de refração 1,0, pode concluir que, para essa onda, (Mackenzie 2010)
- A) o comprimento de onda diminui e a velocidade aumenta.
- B) o comprimento de onda e a frequência da luz diminuem.
- C) a frequência aumenta, mas o comprimento de onda diminui.
- D) a frequência não se altera e o comprimento de onda diminui.
- E) a frequência não se altera e o comprimento de onda aumenta.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Ao passar da água (n = 1,3) para o ar (n = 1,0), a luz muda de meio, mas a frequência não muda, pois ela depende apenas da fonte que emite a onda. Passo 2: A velocidade da luz é dada por v = c/n. Como o índice do ar (1,0) é menor que o da água (1,3), a velocidade no ar é maior que na água, ou seja, a velocidade aumenta. Passo 3: Pela equação fundamental da ondulatória, v = comprimento de onda x frequência, como a frequência f é constante e a velocidade v aumenta, o comprimento de onda λ = v/f também aumenta. Passo 4: Conclusão: a frequência não se altera e o comprimento de onda aumenta, o que corresponde à alternativa E, que coincide com o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas: na A, o comprimento de onda não diminui, pois aumenta junto com a velocidade; na B, a frequência não diminui, ela se mantém constante; na C, a frequência não aumenta na mudança de meio; na D, o comprimento de onda não diminui, ele aumenta quando a velocidade cresce.
💡 Dica: Analise a relação entre índices de refração e comportamento da luz.
Alternativa por alternativa
O aluno acerta que a velocidade aumenta no ar, mas acredita que o comprimento de onda diminui, achando que a onda mais rápida fica mais 'comprimida'. Ele não percebe que, com a frequência constante, o comprimento de onda acompanha a velocidade.
O aluno acredita que a frequência muda ao mudar de meio, supondo que a luz 'perde' frequência ao ir para o ar. Ele não sabe que a frequência é determinada pela fonte e permanece constante na refração.
O aluno pensa que a frequência aumenta na transição para o ar, confundindo a mudança de velocidade com mudança de frequência. Assim, ele associa incorretamente o aumento de velocidade a um aumento de frequência e acerta apenas a diminuição do comprimento de onda, que também está errada.
O aluno acerta que a frequência não se altera, mas aplica a relação v = lambda x f de forma invertida ou ignora que a velocidade aumenta, concluindo que o comprimento de onda diminui. Ele não percebe que, com f constante, lambda cresce quando v cresce.
CORRETA. Ao passar da água (índice maior) para o ar (índice menor), a frequência da luz permanece constante e o comprimento de onda aumenta, pois a velocidade da luz é maior no ar.
Raio-X da questão
índice de refração e luz
diagnostico
índice de refração · refração da luz
Estude o conceito de índice de refração e refração da luz.
Confundir índice de refração com velocidade da luz ou não relacionar índice com mudança de meio.
pensamento_critico
cientifico
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