A refração da luz possibilita o entendimento de muitos fenômenos comuns no nosso dia a dia, como a aparente profundidade menor de uma piscina, as miragens nas rodovias em dias quentes e o arco-íris. Sendo assim, analise as afirmativas referentes à óptica geométrica, assinalando, a seguir, a opção correta.

I- Refração da luz é o desvio da luz ao atravessar a fronteira entre dois meios transparentes.

II- Refração da luz é a passagem da luz de um meio transparente para outro, ocorrendo sempre uma alteração de sua velocidade de propagação.

IlI- Na refração da luz, o raio refratado pode não apresentar desvio em relação ao raio incidente.

O índice de refração absoluto de um meio gasoso homogêneo é 1,02. Um raio luminoso, proveniente do meio gasoso, incide na superfície de separação entre o meio gasoso e o meio líquido, também homogêneo, cujo índice de refração absoluto é 1,67, conforme mostrado na figura ao lado. Posteriormente a isso, uma lente com distância focal positiva, construída com material cujo índice de refração absoluto é 1,54, é colocada, completamente imersa, no meio líquido. Com base nessas informações, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:
( ) Se a lente for colocada no meio gasoso, ela será denominada “convergente”.
( ) Quando a lente foi colocada no meio líquido, a sua distância focal passou a ser negativa.
( ) Em qualquer um dos meios, a distância focal da lente não se altera.
( ) O raio luminoso, ao penetrar no meio líquido, afasta-se da normal.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

Um pássaro a 40 m na direção horizontal do ponto de incidência do raio luminoso na superfície da água do mar se encontra a 30 m de altura da mesma, como mostra a figura abaixo. Sabendo que o índice de refração do ar n_AR = 1 e que o índice de refração da água do mar n_{ÁGUA DO MAR} = 1,5; calcule quanto vale aproximadamente o ângulo de refração da luz que chega ao mergulhador.

O comprimento de onda da luz amarela de sódio é 0,589μm. Considere um feixe de luz amarela de sódio se propagando no ar e incidindo sobre uma pedra de diamante, cujo índice de refração é igual a 2,4. Quais são o comprimento de onda, em angstroms, e a frequência, em quilohertz, da luz amarela de sódio no interior do diamante?

Dados: c = 3.10⁸ m/s

1 angstrom = 10^-10 m

Uma mancha de óleo em forma circular, de raio inicial r₀, flutua em um lago profundo com água cujo índice de refração é n . Considere que a luz que atinge a mancha e a superfície da água seja difusa e que o raio da mancha cresça com a aceleração constante a. Partindo do repouso em t = 0, o volume de água abaixo da mancha que não recebe luz, após um intervalo de tempo t, é:

Um raio de luz monocromática propagando-se no ar incide no ponto O, na superfície de um espelho, plano e horizontal, formando um ângulo de 30° com sua superfície.

Após ser refletido no ponto O desse espelho, o raio incide na superfície plana e horizontal de um líquido e sofre refração. O raio refratado forma um ângulo de 30° com a reta normal à superfície do líquido, conforme o desenho abaixo. Sabendo que o índice de refração do ar é 1, o índice de refração do líquido é:

Dados: sen 30°=1/2 e cos 60° =1/2 ; sen 60°= √3/2 e cos 30°= √3/2

O aquário da figura abaixo apresenta bordas bem espessas de um material cujo índice de refração é igual a √3 . Um observador curioso aponta uma lanterna de forma que seu feixe de luz forme um ângulo de incidência de 60º, atravessando a borda do aquário e percorrendo a trajetória AB. Em seguida, o feixe de luz passa para a região que contém o líquido, sem sofrer desvio, seguindo a trajetória BC. Considere o índice de refração do ar igual a 1,0. O feixe de luz emergirá do líquido para o ar no ponto C?

A Figura 1 abaixo representa um arranjo experimental para a obtenção do espectro de emissão da luz emitida por uma lâmpada de gás de hidrogênio.

Ao passar pelo prisma, a luz divide-se em quatro feixes de cores distintas: violeta, anil, azul e vermelho. Projetando-se esses feixes em um anteparo, eles ficam espalhados, como ilustrado na Figura 1.

Considere, agora, a Figura 2, que ilustra esquematicamente alguns níveis de energia do átomo de hidrogênio, onde as setas I, II, III e IV mostram transições possíveis para esse átomo.

Relacionando as informações contidas na Figura 2 com as cores da luz emitida pela lâmpada de gás de hidrogênio mostrada na Figura 1, é correto afirmar que a cor anil corresponde à transição

Considere uma lente esférica delgada, S, de bordas finas, feita de material de índice de refração n maior do que o índice de refração do ar. Com esta lente podem-se realizar dois experimentos. No primeiro, a lente é imersa em um meio ideal, de índice de refração n₁ , e o seu comportamento óptico, quando um feixe de luz paralela passa por ela, é o mesmo de uma lente côncavo-convexa de índice de refração n imersa no ar. No segundo, a lente S é imersa em um outro meio ideal, de índice de refração n₂ , e o seu comportamento óptico é o mesmo de uma lente convexo-côncava de índice de refração n imersa no ar.

Nessas condições, são feitas as seguintes afirmativas:

I. n₂ > n > n₁.

II. a lente S, quando imersa no ar, pode ser uma lente plano-côncava.

III. a razão entre as vergências da lente S nos dois experimentos não pode ser 1.

IV. as distâncias focais da lente S, nos dois experimentos, são sempre as mesmas.

São corretas, apenas

A tirinha abaixo utiliza um fenômeno físico para a construção da piada. Que fenômeno é esse?

Assinale a opção que apresenta a menor espessura, em nm, que um filme fino de material transparente, com índice de refração 1,45, imerso em ar, deve ter para gerar um minimo de reflexão quando iluminado normalmente por uma luz de comprimento de onda de 500nm.

Analise a figura abaixo.

Um raio de luz incide perpendicularmente na face plana de uma semiesfera de raio igual a 5,0cm e feita de um material transparente cujo índice de refração relativo ao ar vale n. Sua face curva é espelhada internamente. Quando o raio incide a uma distância de 2,0cm do eixo óptico da semiesfera, ele se reflete uma única vez na face curva e sai rasante na face plana, conforme figura a c i m a . Sendo assim, assinale a opção que apresenta o valor de n.

Dados : sen (23,6º )=0,40; cos (23,6º)=0,92;

sen (47,2º)=0,73; cos (47,2°)=0,68.

Um feixe de luz monocromática sai de um ponto A, distante quinze metros de um aquário feito de vidro (n = 1,5). O aquário tem uma parede com espessura de cinco centímetros e está cheio de água (n =4/3). A largura interna do aquário é um metro, conforme mostrado na Figura 3. Considerando que a luz incide perpendicularmente em todas as superfícies, assinale a alternativa que corresponde ao tempo que a luz leva para atingir o ponto B, na superfície externa do aquário (considerar c = 3 • 10⁸ m/s).

                          

               Figura 3: Vista superior da trajetória do feixe de luz

O vidro tem índice de refração absoluto igual a 1,5. Sendo a velocidade da luz no ar e no vácuo aproximadamente igual a 3.10⁸ m/s, pode-se calcular que a velocidade da luz no vidro é igual a

Um tubo de fibra óptica é basicamente um cilindro longo e transparente, de diâmetro d e índice de refração n. Se o tubo é curvado, parte dos raios de luz pode escapar e não se refletir na superfície interna do tubo. Para que haja reflexão total de um feixe de luz inicialmente paralelo ao eixo do tubo, o menor raio de curvatura interno R (ver figura) deve ser igual a

A luz de uma lâmpada de sódio, cujo comprimento de onda no vácuo é 590 nm, atravessa um tanque cheio de glicerina percorrendo 20 metros em um intervalo de tempo t₁. A mesma luz, agora com o tanque cheio de dissulfeto de carbono, percorre a mesma distância acima em um intervalo de tempo t₂. A diferença t₂-t₁, em nanossegundos, é

Dados: índices de refração: 1,47 (glicerina), e 1,63 (dissulfeto de carbono).

Observe a figura a seguir.

Um marinheiro observa o fundo do rio pela proa do navio. A distância entre os olhos e a superfície da água é de 15m. Os índices de refração do ar e da água são 1,00 e 1,33, respectivamente. A profundidade real do rio é de 10m. Qual o valor da profundidade virtual que o marinheiro observará?

Observe a figura a seguir.

A figura acima representa a trajetória de um raio luminoso que incide, com ângulo θ (medido em relação à normal), sobre um prisma óptico imerso no ar, emergindo do prisma com ângulo θ' (igualmente medido em relação à normal). Sabendo-se que o ângulo de abertura do prisma é φ e representando-se por δ o ângulo de desvio entre os raios incidente e emergente, pode-se afirmar que:

Uma pequena lâmpada está colocada no fundo de uma piscina cheia de um determinado líquido com profundidade igual a 2m. Apesar de a lâmpada emitir luz em todas as direções, um observador situado fora da piscina verifica que a superfície do líquido não está toda iluminada, mas apenas uma região circular. Sabe-se que o índice de refração desse líquido é igual a 2. O raio da região circular iluminada da superfície da piscina é então

Luz de uma fonte de frequência f gerada no ponto P é conduzida através do sistema mostrado na figura. Se o tubo superior transporta um líquido com índice de refração n movendo-se com velocidade u, e o tubo inferior contêm o mesmo líquido em repouso, qual o valor mínimo de u para causar uma interferência destrutiva no ponto P’?