Em uma oficina de instrumentos ópticos, um feixe de luz branca atravessa um prisma de vidro. Para as condições…

Questão

Em uma oficina de instrumentos ópticos, um feixe de luz branca atravessa um prisma de vidro. Para as condições do experimento, o índice de refração do vidro é 1,51 para a luz vermelha e 1,53 para a luz violeta. Um participante afirma que as cores se separam porque o prisma reflete cada uma em uma direção diferente. Com base nos índices informados, a afirmação do participante está correta? Avalie a explicação física para a separação das cores.

1. A) Não. A separação ocorre porque o vidro absorve mais a luz violeta que a vermelha, fazendo com que cada cor emerja em uma direção diferente.
2. B) Não. Como o índice de refração é maior para a luz violeta, ela se propaga mais rapidamente no vidro e sofre menor desvio que a luz vermelha.
3. C) Sim. A separação ocorre porque o prisma reflete cada cor em uma direção diferente, como afirmou o participante.
4. D) Não. A separação ocorre porque o índice de refração do vidro modifica a frequência de cada cor, e essa alteração faz as luzes seguirem direções distintas ao sair do prisma.
5. E) Não. A separação ocorre porque o índice de refração do vidro depende da cor, fazendo a luz violeta sofrer maior desvio por refração que a luz vermelha.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Lembre que o índice de refração n relaciona a velocidade da luz no meio: n = c/v, onde c é a velocidade da luz no vácuo. Quanto maior o n, menor a velocidade da luz no vidro. Passo 2: Os dados dizem que n = 1,51 para o vermelho e n = 1,53 para o violeta. Logo, o violeta é mais desacelerado no vidro que o vermelho. Passo 3: Na refração, a luz muda de direção ao passar da região do ar para o vidro, e o desvio depende do índice. Como o violeta tem índice maior, ele sofre um desvio maior que o vermelho ao entrar e ao sair do prisma. Essa diferença de desvio separa as cores. Passo 4: Portanto a afirmação do participante está errada, pois não há reflexão diferenciada por cor; o fenômeno é refração com dispersão, isto é, o índice depende do comprimento de onda. Passo 5: Análise das alternativas erradas. A: a separação não depende de absorção seletiva do vidro, e sim da variação do índice com a cor. B: o violeta, com maior n, é mais lento e sofre maior desvio, não menor. C: a separação não ocorre por reflexão, mas por refração com índices diferentes. D: a frequência da luz é fixada pela fonte e não muda ao entrar no vidro; o que muda é a velocidade e o comprimento de onda. Passo 6: Gabarito oficial E confirmado, pois descreve corretamente a dispersão por variação do índice com a cor.

💡 Dica: Compare os índices: a luz violeta tem maior índice e sofre maior refração no prisma.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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