Termologia, Óptica e Ondas - Aula 29 (continuação)

Exercícios de Revisão

 
Revisão/Ex 1:
(UFAM)
Um raio de luz parte de um meio de índice de refração n e penetra no ar (cujo índice de refração é igual a 1). A expressão que determina o ângulo limite L acima do qual ocorre reflexão total no meio de índice de refração n é:

a) sen L = n
b) sen L = 1/n²  
c) sen L = n²
d) cos L = 1/n²
e) tg L = 1/n²

Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 2:
Uma fonte de luz F está situada num líquido de índice de refração  n₂ = √2. O índice de refração do ar é igual a n₁ = 1. Um raio de luz R que incide na superfície de separação segundo um ângulo i.

Para que valores de i ocorre reflexão total?

Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 3:
(UNISA-SP)
Dois meios transparentes, sendo um deles o ar e o outro mais refringente, estão separados por uma interface plana. Sabe-se que o ângulo limite, a partir do qual há reflexão total, é igual a 45°, conforme figura.

Considere os dados da tabela.

Em nova situação, o raio luminoso, proveniente do ar, incide na interface formando com ela, novamente, um ângulo de 45°. Nessa nova condição, o valor do ângulo que o raio refratado forma com a interface é

a) 60°.
b) 30°.
c) 90°.
d) 45°.
e) 0°.

Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 4:
(ACAFE-SC)
A fibra ótica é muito utilizada nas telecomunicações para guiar feixes de luz por um determinado trajeto. A estrutura básica dessas fibras é constituída por cilindros concêntricos, com índices de refração diferentes, para que ocorra o fenômeno da reflexão interna total. O centro da fibra é denominado de núcleo, e tem índice de refração n₁ e a região externa é denominada de casca, com índice de refração n₂.

Assinale a alternativa correta que completa as lacunas a seguir.

Para ocorrer o fenômeno da reflexão interna total numa fibra ótica, o ângulo crítico de incidência da luz em relação à direção normal é _________ 90°, e n₁ deve ser _________ n₂.

a) menor do que - menor que
b) menor do que - maior que
c) igual a - menor que
d) igual a - maior que

Resolução: clique aqui

Revisão/Ex 5:
(UFV-MG)
Um enfeite de Natal é constituído por cinco pequenas lâmpadas iguais e monocromáticas, ligadas em série através de um fio esticado de comprimento 5L. Uma das pontas do fio está presa no centro de um disco de madeira, de raio R, que flutua na água de uma piscina. A outra ponta do fio está presa no fundo da piscina, juntamente com uma das lâmpadas, conforme representado na figura a seguir:

Durante a noite, quando as lâmpadas são acesas, um observador fora da piscina vê o brilho de apenas três das cinco lâmpadas. Sabendo que o índice de refração da água e o do ar são, respectivamente, n_(água) e n_(ar), pergunta-se:

a) Qual é o fenômeno que impede a visualização das lâmpadas?
b) Qual par de lâmpadas não é visível?
c) Qual é a relação entre R, L, n_(água) e n_(ar) para que duas das lâmpadas não sejam visíveis?

Resolução: clique aqui
b
Desafio:
 
Um raio de luz, propagando-se no ar, incide num bloco de vidro (meio 1) e, a seguir, propaga-se num outro bloco de vidro (meio 2), sem sofrer desvio, conforme indica a figura. Ao incidir no ponto A o raio de luz volta a se propagar no ar ou sofre reflexão total?

O ângulo de incidência i é igual a 60° e o índice de refração do meio 1 é √3.
O índice de refração absoluto do ar é 1,0. 
Dados: sen 30° = 1/2 e cos 30° = √3/2. 

A resolução será publicada na próxima sexta-feira

Resolução do desafio anterior:

Um bloco de material transparente tem índice de refração √3. Um raio de luz propagando-se no ar (índice de refração absoluto igual a 1,0) incide no bloco com um ângulo de incidência igual a i. Qual é o valor de i, sabendo-se que o raio refletido é perpendicular ao raio refratado?

Resolução:

Da figura vem: r = 90° - i

Lei de Snell

n₁.sen i = n₂.sen r
1,0.sen i = √3.sen (90° - i)
sen i = √3.cos i
tg i = √3

i = 60°