Fenómenos óticos
Refração da luz
1*. Identifica as condições para as quais seria possível a ocorrência de um fenómeno de reflexão total entre estes meios transparentes.
Resolução
Para existir um fenomeno de reflexão Para existir um
fenómeno de reflexão total seria necessário que o feixe de raios incidente se movimentasse no meio de maior índice de refração e incidisse na superfície de separação com o meio de menor índice de refração com um ângulo superior ao ângulo crítico de refração.
2. Seleciona a opção correta.
Quando a onda de luz passa da água para o ar…
(A) … mantém a frequência mas diminui a intensidade.
(B) … mantém a frequência e a intensidade.
(C) … diminui a frequência e a intensidade.
(D) … diminui a frequência e mantém a intensidade.
Resolução
3. Observa a figura.
Determina:
3.1 o ângulo de incidência;
3.2 o ângulo de refração;
3.3 o ângulo de reflexão.
Resolução
4. Seleciona a única figura que corresponde a uma representação da refração da luz.
Resolução
5. Considera a figura seguinte, onde se representa o trajeto de um raio luminoso que incide na superfície de separação entre dois tipos de meios diferentes, A e B.
5.1 De entre as seguintes opções, seleciona a única verdadeira.
(A) α = β > γ
(B) α = β < γ
(C) α > β > γ
(D) α = β = γ
5.2 Indica qual dos meios, A ou B, é mais refrangente.
5.3 Indica qual o meio, A ou B, em que a velocidade de propagação da luz é maior.
Resolução
5.1 Opção (A) 5.2 O meio B é o mais refrangente. 5.3 Meio A é aquele em que a luz se propaga com velocidade mais elevada.
6. Considera a figura seguinte, onde se representa o trajeto de um raio luminoso que incide na superfície de separação entre dois tipos de meios diferentes, A e
B.
6.1 Indica as designações dos raios luminosos.
6.2 Indica as designações dos ângulos assinalados.
6.4. Indica qual a relação entre as intensidades:
6.4.1. do raio A e do raio C;
6.4.2. do raio A e do raio B.
Resolução
6.1 raio A – raio incidente ; raio B – raio refratado ; raio C – raio refletido 6.2 α – ângulo incidente ; β – ângulo refletido ; γ – ângulo refratado 6.3.1 A intensidade do raio A é maior do que a do raio C. 6.3.2 A intensidade do raio A é maior do que a do raio B.
7. Um raio solar ao penetrar na água reflete num peixe e incide na superfície de separação água-ar.
7.1 Qual dos raios, A ou B, representa a direção do raio refratado?
7.2 Por que razão se desvia a luz?
Resolução
7.1 O raio A, que se afasta da normal. 7.2 A velocidade de propagação no ar é diferente (maior) do que a velocidade de propagação na água.
8. O que se verifica quando um raio luminoso passa de um meio material para outro onde a sua velocidade de propagação é menor?
Resolução
Verifica-se que o raio luminoso muda de direção, aproximando-se da reta normal à superfície de separação dos dois meios.
9. Um raio de luz incide numa superfície de água, vindo do ar, como mostra a figura seguinte:
A figura que identifica corretamente o que acontece com este raio de luz é:
Resolução
10. Um raio de luz incide numa superfície de água, vindo do ar, como mostra a figura seguinte:
10.1 Identifica em que meio a velocidade da Luz é superior. Justifica a tua resposta.
10.2 Determina a velocidade da Luz na água.
Dados: c = 3,00 x 108 m/s ; nágua = 1,33
Resolução
10.1 Será no ar, pois o raio refratado aproxima-se da normal à superfície de separação. 10.2
n=cv⇔vágua=3,00×1081,33=2,26×108 m/s
11. A Marta estava a observar o peixe do seu aquário.
11.1 O que acontece aos raios luminosos quando passam da água para o ar? Justifica.
11.2 A imagem da Marta que é vista pelo peixe encontra-se mais próxima ou mais afastada da superfície da água? Justifica.
Resolução
11.1 Quando passam da água para o ar, os raios luminosos afastam-se da reta normal, pois a velocidade de
propagação da luz na água é menor do que a velocidade de propagação da luz no ar. 11.2 A imagem da Marta que é vista pelo peixe encontra-se mais afastada da superfície da água, pois encontra-se no prolongamento dos raios provenientes da Marta que são refratados na superfície da água.
12. O que se verifica quando um raio luminoso passa de um meio material para outro onde a sua velocidade de propagação é maior?
Resolução
Verifica-se que o raio luminoso muda de direção, afastando-se da reta normal à superfície de separação dos dois meios.
13. Seleciona a única representação geométrica correta da passagem da luz do ar para a água.
Resolução
14. Sabendo que a velocidade da luz é menor no meio A do que no meio B, e menor neste do que no meio C, indica, justificando, em qual das situações ocorre maior desvio da
luz:
(A) Passagem da luz do meio A para a meio B
(B) Passagem da luz do meio A para o meio C
(C) Passagem da luz da meio B para o meio C
(D) É igual em todos os meios.
Resolução
Porque nesta situação que se verifica maior variação da velocidade da luz.
15. Quando ocorre a refração da luz a direção de propagação da luz altera-se, no entanto, nem sempre tal se verifica.
Explica em que situação a direção não se altera.
Resolução
A direção de propagação da luz não se altera: quando a luz incide perpendicularmente à superfície de separação.
16. Considera os seguintes esquemas, que representam a refração de um raio luminoso que muda de meio de propagação, em duas situações diferentes.
16.1 De entre os meios A e B, indica:
16.1.1 o mais refrangente;
16.1.2 em qual a luz se propaga com maior velocidade.
16.2 De entre os meios C e D, indica aquele:
16.2.1 que é mais refrangente;
16.2.2 no qual a luz se propaga com maior velocidade.
Resolução
16.1.1 Meio A 16.1.2 Meio B 16.2.1 Meio D 16.2.2 Meio C
17. Considera os seguintes esquemas, que representam a refração de um raio luminoso que muda de meio de propagação, em duas situações diferentes.
De entre as opções seguintes, seleciona aquela que pode designar corretamente a constituição dos meios A, B, C e D.
(A) A – Água; B – Ar; C – Vidro; D – Vácuo.
(B) A – Ar; B – Agua; C – Vidro; D – Vácuo.
(C) A – Ar; B – Água; C – Vácuo; D – Vidro.
(D) A – Água; B -Ar; C – Vácuo; D – Vidro.
Resolução
18. Observa a
figura.
Assinala a opção correta:
(A) A luz passa do meio A para o meio B, ocorrendo refração, mas também se reflete, continuando a propagar-se no meio A com diferente frequência.
(B) A luz passa do meio A para o meio B, ocorrendo refração, mas também se reflete, continuando a propagar-se no meio A com igual frequência.
(C) A luz passa do meio A para o meio B ocorrendo apenas refração.
(D) A luz passa do meio A para o meio B ocorrendo refração e absorção.
Resolução
19. Observa a
figura.
19.1 Indica o valor dos ângulos de incidência, de reflexão e de refração.
19.2 O meio A pode ser o ar e o meio B pode ser o vidro? Justifica.
Resolução
19.1 Incidência – 42º ; Reflexão – 42º ; Refração – 68º 19.2 Não, porque do ar para o vidro a luz desvia-se, aproximando-se da normal.
20. A figura mostra um raio de luz que incide na superfície de separação entre o vidro e o ar, vindo do vidro.
Sabendo que o índice de refração do vidro é superior ao do ar e que, para estes meios, o ângulo crítico de refração é de 42°, identifica a situação que ilustra corretamente o sucedido.
Resolução
21*. Considera os índices de refração (n) de três materiais
diferentes:
Ar → n = 1,0 Água → n= 1,3 Vidro → n = 1,5
21.1 Identifica o meio que provoca uma refração mais acentuada.
21.2 Identifica, justificando, em qual dos meios um feixe de raios de luz se propagará com menor velocidade.
Resolução
21.1 O meio com maior índice de refração, por isso, é o vidro. 21.2 No vidro, já que é o meio com maior índice de
refração.