Em uma atividade de óptica, um feixe estreito atravessa um prisma de vidro com ângulo de ápice de 10°. No ar…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma atividade de óptica, um feixe estreito atravessa um prisma de vidro com ângulo de ápice de 10°. No ar, o índice de refração do vidro é 1,50 e o desvio angular observado é aproximadamente 5°. O prisma é então colocado em um líquido transparente de índice de refração 1,30. Para pequenos ângulos e um prisma fino, o desvio pode ser estimado por d aprox. (n_prisma/n_meio - 1)A, em que A é o ângulo de ápice. Prevendo que o prisma esteja totalmente imerso no líquido, estime o novo desvio angular do feixe e explique por que ele muda em relação ao observado no ar.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
No líquido, o desvio será de aproximadamente 1,5°, menor que os 5° observados no ar. A razão entre os índices passa de 1,50/1,00 = 1,50 para 1,50/1,30 aprox. 1,15; assim, pela relação fornecida, o desvio fica próximo de (1,15 - 1) × 10° = 1,5°. Como o índice do meio externo se aproxima do índice do vidro, a refração nas faces do prisma se reduz.
Explicação
A expressão do texto-base relaciona o desvio ao índice de refração relativo entre o vidro e o meio. Ao aumentar o índice do meio externo, essa diferença diminui: o cálculo fornece cerca de 1,5°, abaixo dos 5° no ar.
Raio-X da questão
Desvio em prisma fino depende do índice relativo entre prisma e meio.
Estimar o desvio de
Índice de refração e sua interpretação. · Operações com razões e ângulos em aproximações para pequenos ângulos.
Refração e índice de refração relativo.
Usar o índice do vidro sem dividi-lo pelo índice do líquido, ou esperar desvio nulo ao imergir o prisma.
Atividade de óptica
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