Luz, que pode ser decomposta em componentes de comprimento de onda com 480 nm e 600nm, incide verticalmente em uma cunha de vidro com ângulo de abertura α = 3,00o  índice de refração de 1,50, conforme a figura, formando linhas de interferência destrutivas. Qual é a distância entre essas linhas?

Uma fibra óptica é um filamento flexível, transparente e cilíndrico, que possui uma estrutura simples composta por um núcleo de vidro, por onde a luz se propaga, e uma casca de vidro, ambos com índices de refração diferentes.

Um feixe de luz monocromático, que se propaga no interior do núcleo, sofre reflexão total na superfície de separação entre o núcleo e a casca segundo um ângulo de incidência α , conforme representado no desenho abaixo (corte longitudinal da fibra).

Com relação à reflexão total mencionada acima, são feitas as afirmativas abaixo.

(I) O feixe luminoso propaga-se do meio menos refringente para o meio mais refringente.
(II) Para que ela ocorra, o ângulo de incidência α deve ser inferior ao ângulo limite da superfície de separação entre o núcleo e a casca.
(III) O ângulo limite da superfície de separação entre o núcleo e a casca depende do índice de refração do núcleo e da casca.
(IV) O feixe luminoso não sofre refração na superfície de separação entre o núcleo e a casca.

Dentre as afirmativas acima, as únicas corretas são:

                        

Em relação às fibras ópticas, analise as afirmativas abaixo.

I - Quando o núcleo de uma fibra óptica apresenta mais de um índice de refração, pode-se afirmar que se trata de uma fibra multimodo.

II - São tipos de fibras ópticas multimodo: índice degrau e índice gradual.

III- A luz fica confinada ao núcleo, em razão da diferença dos índices de refração núcleo-casca.

Assinale a opção correta.

Um banhista faz o lançamento horizontal de um objeto na velocidade igual a 5√3 m/s em direção a uma piscina. Após tocar a superfície da água, o objeto submerge até o fundo da piscina em velocidade horizontal desprezível. Em seguida, o banhista observa esse objeto em um ângulo de 30° em relação ao horizonte. Admitindo-se que a altura de observação do banhista e do lançamento do objeto são iguais a 1,80 m em relação ao nível da água da piscina, a profundidade da piscina, em metros, é

Dados:

• índice de refração do ar: n_ar = 1;

• índice de refração da água

A figura abaixo mostra um prisma triangular ACB no fundo de um aquário, contendo água, imersos no ar. O prisma e o aquário são feitos do mesmo material. Considere que um raio luminoso penetra na água de modo que o raio refratado incida perpendicularmente à face AB do prisma. Para que o raio incidente na face CB seja totalmente refletido, o valor mínimo do índice de refração do prisma deve ser 

Uma fonte luminosa está fixada no fundo de uma piscina de profundidade igual a 1,33 m. Uma pessoa na borda da piscina observa um feixe luminoso monocromático, emitido pela fonte, que forma um pequeno ângulo α com a normal da superfície da água, e que, depois de refratado, forma um pequeno ângulo ß com a normal da superfície da água, conforme o desenho.
A profundidade aparente “h” da fonte luminosa vista pela pessoa é de:
Dados: sendo os ângulos α e ß pequenos, considere tgα senα e tgß senß .
indice de refração da água: n_água= 1,33
indice de refração do ar: n_ar = 1

A figura acima retrata a luz do sol transpassando um prisma de vidro. Quando essa mesma luz atravessa gotículas de água em suspensão na atmosfera, também pode dar origem à formação do arco-íris. Logo, semelhantemente, formam-se espectros visíveis. Esse fenômeno é conhecido por:

A figura abaixo mostra uma face de um arranjo cúbico, montado com duas partes geometricamente iguais. A parte 1 é totalmente preenchida com um líquido de índice de refração n₁ e a parte 2 é um bloco maciço de um material transparente com índice de refração n₂.

Neste arranjo, um raio de luz monocromático, saindo do ponto P, chega ao ponto C sem sofrer desvio de sua direção inicial.

Retirando-se o líquido n₁ e preenchendo-se completamente a parte 1 com um outro líquido de índice de refração n₃, tem-se que o mesmo raio, saindo do ponto P, chega integralmente ao ponto D.

Considere que todos os meios sejam homogêneos, transparentes e isotrópicos, e que a interface entre eles forme um dióptro perfeitamente plano.

Nessas condições, é correto afirmar que o índice de refração n₃ pode ser igual a

Um raio horizontal de luz monocromática atinge um espelho plano vertical após incidir num prisma com abertura de 4^o e índice de refração n = 1,5. Considere o sistema imerso no ar e que tanto o raio emergente do prisma como o refletido pelo espelho estejam no plano do papel, perpendicular ao plano do espelho, como mostrado na figura. Assinale a alternativa que indica respectivamente o angulo e o sentido em que deve ser girado o espelho em torno do eixo perpendicular ao plano do papel que passa pelo ponto O, de modo que o raio refletido retorne paralelamente ao raio incidente no prisma.

Num experimento clássico de Young, d representa a distancia entre as fendas e D a distância entre o plano destas fendas e a tela de projeção das franjas de interferência, como ilustrado na figura. Num primeiro experimento, no ar, utiliza-se luz de comprimento de onda λ1 e, num segundo experimento, na água, utiliza-se luz cujo comprimento de onda no ar é λ 2. As franjas de interferência dos experimentos são registradas numa mesma tela. Sendo o índice de refração da água igual a n, assinale a expressão para a distância entre as franjas de interferência construtiva de ordem m para o primeiro experimento e as de ordem M para o segundo experimento. 

Um raio de luz monocromática (RI) passa do meio 1 para o meio 2, sofrendo, em relação ao raio refratado (RR), um desvio de 30º, conforme mostrado na figura. Determine o índice de refração do meio 2, sabendo que o meio 1 é o ar, cujo índice de refração vale 1.

Considere um recipiente fixo contendo um líquido em repouso no interior de um vagão em movimento retilíneo e uniforme que se desloca para a direita. A superfície de separação entre o líquido e o ar contido no vagão forma um dióptro perfeitamente plano que é atravessado por um raio luminoso monocromático emitido por uma fonte F fixa no teto do vagão, como mostra a figura abaixo. Nessa condição, o ângulo de incidência do raio luminoso é θ₁ = 60°.

Num determinado momento, o vagão é acelerado horizontalmente para a esquerda com aceleração constante de módulo a= √3/3 g e, nessa nova situação, o ângulo de incidência do raio, neste dióptro plano, passa a ser θ₂. Considerando que a aceleração gravitacional no local é constante e possui módulo igual a g, a razão entre os senos dos ângulos de refração dos raios refratados na primeira e na segunda situações, respectivamente, é

Em um exercício conjunto envolvendo a Força Aérea, o Exército e a Marinha, foram realizadas transmissões de rádio (onda eletromagnética) entre controladores de tráfego em terra e dentro de submarinos. Sabendo que a antena do submarino funciona adequadamente para sinais de rádio com comprimentos de onda iguais a 2m e o índice de refração da água no local era igual a 1,5, assinale a alternativa que indica, corretamente, a freqüência, em MHz, que deve ser usada para que o sinal seja recebido pela antena submersa do submarino.

Dado: módulo da velocidade da luz no vácuo igual a 3 x 10⁸ m /s .

Uma fina placa metálica P₁ apoiada em um tablete de cortiça no fundo de um frasco cilíndrico, dista 5 metros de uma placa idêntica P₂, fixa no teto, conforme a figura acima. As duas placas formam um capacitor carregado com Q coulombs.

Enche-se o referido frasco com um líquido de índice de refração n = 2,5, até que a superfície de P₁ atinja a altura de h metros. Em seguida, lança-se sobre o centro da superfície um raio de luz monocromática, sob um ângulo de 30° com a vertical.

Sabendo que a energia armazenada no capacitor fica reduzida a 0,6 do valor inicial, que o raio refratado atinge um ponto situado a x metros do centro do fundo do frasco e desprezando o efeito de borda do capacitor, podemos dizer que o valor aproximado de x é:

Observação:

• As espessuras da cortiça e da placa são desprezíveis em relação à altura h.

Considere um meio estratificado em N camadas com índices de refração n₁, n₂, n₃ ....n_N, como mostrado na figura acima, onde estão destacados os raios traçados por uma onda luminosa que os atravessa, assim como seus respectivos ângulos com as normais a cada interface.

Se n_i+1 = n_i /2 para i=1,2,3,...N-1 e senθ_N=1024senθ₁, então N é igual a:

Observação:

• A escala da figura não está associada aos dados.

Três raios de luz monocromáticos correspondendo às cores vermelho (Vm), amarelo (Am) e violeta (Vi) do espectro eletromagnético visível incidem na superfície de separação, perfeitamente plana, entre o ar e a água, fazendo o mesmo ângulo θ com essa superfície, como mostra a figura abaixo.

Sabe-se que α, β e γ são, respectivamente, os ângulos de refração, dos raios vermelho, amarelo e violeta, em relação à normal no ponto de incidência. A opção que melhor representa a relação entre esses ângulos é

Observe a figura a seguir.

Uma fonte F de luz puntiforme está no fundo de um tanque que contém um líquido de índice de refração n. Um disco de madeira de raio r, de comprimento igual à coluna h de líquido, é colocado rente à superfície do líquido, de tal forma que nenhum raio de luz vindo de F seja refratado. Nessas condições, qual é o índice de refração n?

Um feixe de luz incide na interface entre dois meios — I e II —, sendo que o índice de refração do meio I é maior que o do meio II.

No diagrama abaixo são apresentadas quatro retas — m, n, p e q — que podem representar os raios incidente, refletido e transmitido na interface. 

                       

Nessa situação, é CORRETO afirmar que os raios incidente, refletido e transmitido são, respectivamente,

Um hemisfério de vidro maciço de raio de 10 cm e índice de refração n = 3/2 tem sua face plana apoiada sobre uma parede, como ilustra a figura, Um feixe colimado de luz de 1 cm de diâmetro incide sobre a face esférica, centrado na direção do eixo de simetria do hemisfério. Valendo-se das aproximações de ângulos pequenos, sen θ≈ θ e tg θ ≈ θ, o diâmetro do círculo de luz que se forma sobre a superfície da parede é de

Considere um feixe de luz monocromática viajando em um meio cujo índice de refração é 1,0. O feixe incide em um ângulo de 30° sobre a superfície (interface) de outro meio, cujo índice de refração é 1,5. Considerando sen30° = 1⁄ 2 e sabendo que parte do feixe de luz reflete e outra parte refrata, o ângulo de refração é: